УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ АДСОРБЦИОННЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС
DEVICE FOR AIR CONDITIONING IN VEHICLE COMPRISING ADSORPTION HEAT PUMP

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащему адсорбционный тепловой насос.
Уровень техники
Публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии № 2004-291669 (JP 2004-291669 А) раскрывает кондиционер, содержащий адсорбер, который охлаждает хладагент, за счет этого адсорбируя хладагент, и нагревает хладагент, за счет этого десорбируя хладагент, и испарительный конденсатор, в котором хладагент испаряется при адсорбции в адсорбере, и хладагент конденсируется при десорбции в адсорбере. В кондиционере в случае, если температура охлаждающей среды двигателя, который представляет собой тепловой источник для десорбции, равна или выше заданной температуры, расход насоса, который заставляет охлаждающую среду протекать в адсорбер, который выполняет процесс десорбции, ограничен, и мощность насоса экономится.
Здесь, в кондиционере, раскрытом в JP 2004-291669 А, чтобы обеспечивать рабочие характеристики охлаждения, существует потребность в подаче охлаждающей среды, имеющей указанную температуру или выше, в качестве высокотемпературного теплового источника при десорбции в адсорбере. Тем не менее, JP, 2004-291669 А не раскрывает средство для повышения температуры охлаждающей среды на ранней стадии в случае, если охлаждающая среда не достигает указанной температуры. Например, в случае если температура охлаждающей среды не достигает указанной температуры, температуру охлаждающей среды довольно трудно повышать, даже когда увеличивается расход насоса.
Сущность изобретения
Изобретение предоставляет устройство для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащее адсорбционный тепловой насос, который обеспечивает высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции на более ранней стадии.
Аспект изобретения относится к устройству для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, включающему в себя адсорбционный тепловой насос, выполненный с возможностью включать в себя множество контейнеров, содержащих адсорбционное-десорбционное устройство и устройство испарения-конденсации, тракт циркуляции, устройство подачи тепла и устройство управления. Адсорбционное-десорбционное устройство выполнено с возможностью осуществлять адсорбцию и десорбцию хладагента, устройство испарения-конденсации выполнено с возможностью осуществлять испарение и конденсацию хладагента, и адсорбционный тепловой насос выполнен с возможностью многократно выполнять процесс адсорбции и процесс десорбции в адсорбционном-десорбционном устройстве каждого из контейнеров. Тракт циркуляции выполнен с возможностью обеспечивать циркуляцию охлаждающей среды между двигателем внутреннего сгорания и адсорбционным-десорбционным устройством контейнера, который выполняет процесс десорбции. Устройство подачи тепла располагается в тракте циркуляции для того, чтобы нагревать охлаждающую среду, которая циркулирует через тракт циркуляции. Устройство управления выполнено с возможностью управлять расходом охлаждающей среды в тракте циркуляции таким образом, что расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, когда температура охлаждающей среды в тракте циркуляции на стороне выпуска устройства подачи тепла ниже заданного значения.
Согласно аспекту изобретения, адсорбционный тепловой насос выполнен с возможностью включать в себя контейнеры. Каждый из контейнеров имеет адсорбционное-десорбционное устройство, выполненное с возможностью выполнять адсорбцию и десорбцию хладагента, и устройство испарения-конденсации, выполненное с возможностью выполнять испарение и конденсацию хладагента. Каждый контейнер выполнен с возможностью многократно выполнять процесс адсорбции и процесс десорбции.
Между тем, устройство для кондиционирования воздуха в транспортном средстве содержит тракт циркуляции, выполненный с возможностью обеспечивать циркуляцию охлаждающей среды между двигателем внутреннего сгорания и адсорбционным-десорбционным устройством контейнера, который выполняет процесс десорбции. Дополнительно, устройство подачи тепла, которое нагревает охлаждающую среду, циркулирующую через тракт циркуляции, располагается в тракте циркуляции. Кроме того, устройство для кондиционирования воздуха в транспортном средстве имеет устройство управления, выполненное с возможностью управлять расходом охлаждающей среды в тракте циркуляции таким образом, что расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, когда температура охлаждающей среды в тракте циркуляции на стороне выпуска устройства подачи тепла ниже заданного значения. Здесь, "заданное значение" включает в себя, например, значение температуры, которое становится оптимальным в процессе десорбции адсорбционного-десорбционного устройства, минимальное значение температуры, при котором выполняется процесс десорбции, и т.п.
Согласно аспекту изобретения, устройство управления выполнено с возможностью управлять расходом охлаждающей среды в тракте циркуляции таким образом, что расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, когда температура охлаждающей среды до протекания в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, на стороне выпуска устройства подачи тепла, ниже заданного значения. Соответственно, поскольку температура охлаждающей среды повышается на более ранней стадии вследствие тепла, принимаемого из двигателя внутреннего сгорания или устройства подачи тепла, высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, может обеспечиваться на более ранней стадии.
В устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве согласно аспекту изобретения, устройство управления может быть выполнено с возможностью управлять расходом охлаждающей среды в тракте циркуляции таким образом, что расход охлаждающей среды, протекающей в адсорбционное-десорбционное устройство, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, когда температура охлаждающей среды в тракте циркуляции на стороне впуска устройства подачи тепла ниже заданного значения.
Здесь, "заданное значение" включает в себя, например, значение температуры, которое становится оптимальным для охлаждения двигателя внутреннего сгорания, значение температуры, при котором понижение температуры в сердцевине обогревателя учитывается в случае, если сердцевина обогревателя предоставляется на стороне впуска устройства подачи тепла, и т.п. Согласно аспекту изобретения, устройство управления выполнено с возможностью управлять расходом охлаждающей среды в тракте циркуляции таким образом, что расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, когда температура охлаждающей среды, поданной в сторону двигателя внутреннего сгорания на стороне впуска устройства подачи тепла, ниже заданного значения. Соответственно, поскольку температура охлаждающей среды повышается на более ранней стадии вследствие тепла, принимаемого из устройства подачи тепла, высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, может обеспечиваться на более ранней стадии.
В устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве согласно аспекту изобретения, тракт циркуляции может включать в себя регулирующий клапан проточного канала, расположенный между двигателем внутреннего сгорания и устройством подачи тепла, регулирующий клапан проточного канала может быть выполнен с возможностью заставлять охлаждающую среду избирательно перепускаться из тракта циркуляции между двигателем внутреннего сгорания и устройством подачи тепла в тракт циркуляции ниже адсорбционного-десорбционного устройства контейнера, который выполняет процесс десорбции, и устройство управления может управлять регулирующим клапаном проточного канала таким образом, что расход охлаждающей среды, протекающей в адсорбционное-десорбционное устройство, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, посредством регулирования расхода охлаждающей среды, принудительно перепускаемой ниже адсорбционного-десорбционного устройства.
Согласно аспекту изобретения, предусмотрен перепуск для охлаждающей среды, которая возвращается в двигатель внутреннего сгорания без прохождения через адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, из двигателя внутреннего сгорания. Охлаждающая среда, которая протекает через перепуск, управляется посредством регулирующего клапана проточного канала. Устройство управления может регулировать регулирующий клапан проточного канала и возвращать охлаждающую среду, которая вытекает из двигателя внутреннего сгорания, в двигатель внутреннего сгорания снова до того, как охлаждающая среда должна принудительно протекать в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, за счет этого повышая температуру охлаждающей среды на более ранней стадии.
В устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве согласно аспекту изобретения, тракт циркуляции может включать в себя насос, выполненный с возможностью обеспечивать циркуляцию охлаждающей среды через тракт циркуляции, и устройство управления может быть выполнено с возможностью управлять насосом таким образом, что расход охлаждающей среды, протекающей в адсорбционное-десорбционное устройство, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, посредством уменьшения выпускаемого объема насоса.
Согласно аспекту изобретения, посредством дополнительного уменьшения расхода охлаждающей среды в тракте циркуляции таким образом, что он ниже заданного расхода, с помощью насоса, температура охлаждающей среды повышается на более ранней стадии вследствие тепла, принимаемого из двигателя внутреннего сгорания или устройства подачи тепла.
В устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве согласно аспекту изобретения, устройство управления может быть выполнено с возможностью управлять расходом охлаждающей среды в тракте циркуляции таким образом, что расход охлаждающей среды, протекающей в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, значительно уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода по мере того, как температура является более низкой, когда температура охлаждающей среды в тракте циркуляции на стороне выпуска устройства подачи тепла ниже заданного значения.
Согласно аспекту изобретения, расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, может значительно уменьшаться таким образом, что он ниже заданного расхода, в соответствии со снижением температуры охлаждающей среды в тракте циркуляции на стороне выпуска устройства подачи тепла. Соответственно, может эффективно повышаться температура охлаждающей среды, которая должна подаваться в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции.
В устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве согласно аспекту изобретения, устройство управления может быть выполнено с возможностью управлять расходом охлаждающей среды в тракте циркуляции таким образом, что расход охлаждающей среды, протекающей в адсорбционное-десорбционное устройство, достигает заданного расхода в случае, если температура охлаждающей среды в тракте циркуляции на стороне выпуска устройства подачи тепла равна или выше заданного значения.
Согласно аспекту изобретения, в случае если температура охлаждающей среды в тракте циркуляции на стороне впуска устройства подачи тепла достигает указанного значения, расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, может возвращаться к заданному расходу. Соответственно, высокотемпературный тепловой источник может непрерывно подаваться в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции для того, чтобы улучшать рабочие характеристики охлаждения.
В устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве согласно аспекту изобретения, устройство подачи тепла может включать в себя теплоаккумулирующий модуль, выполненный с возможностью аккумулировать тепло.
Согласно аспекту изобретения, температура охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, может повышаться на более ранней стадии посредством высвобождения тепла, которое аккумулируется в теплоаккумулирующем модуле при пониженной температуре двигателя внутреннего сгорания.
С помощью устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос изобретения, высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, может обеспечиваться на более ранней стадии.
Краткое описание чертежей
Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 является конфигурационным видом устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления, и является видом, иллюстрирующим состояния при запросе на охлаждение и при обогреве с осушением;
Фиг. 2 является блок-схемой системы управления в устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащем адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления;
Фиг. 3A является видом, иллюстрирующим рабочее состояние регулирующего клапана проточного канала, используемого для устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления;
Фиг. 3B является видом, иллюстрирующим рабочее состояние регулирующего клапана проточного канала, используемого для устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления;
Фиг. 3C является видом, иллюстрирующим рабочее состояние регулирующего клапана проточного канала, используемого для устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления;
Фиг. 3D является видом, иллюстрирующим рабочее состояние регулирующего клапана проточного канала, используемого для устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления;
Фиг. 4 является видом, схематично иллюстрирующим блок кондиционирования воздуха для внутренней установки, используемый для устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления;
Фиг. 5 является конфигурационным видом устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления, и является видом, иллюстрирующим состояние при запросе на обогрев;
Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа обработки управления расходом в устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащем адсорбционный тепловой насос, связанный с первым вариантом осуществления;
Фиг. 7 является блок-схемой системы управления в устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащем адсорбционный тепловой насос, связанный с третьим вариантом осуществления; и
Фиг. 8 является конфигурационным видом теплоаккумулирующего модуля, используемого для устройства для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащего адсорбционный тепловой насос, связанный с пятым вариантом осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Первый вариант осуществления
В дальнейшем в этом документе, описывается устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащее адсорбционный тепловой насос (в дальнейшем называемое "устройством 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве"), связанный с первым вариантом осуществления, со ссылкой на фиг. 1-6. Как проиллюстрировано на фиг. 1, устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве создается в качестве устройства для кондиционирования воздуха, содержащего адсорбционный тепловой насос 20. Устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве содержит первую схему 40 циркуляции в качестве "тракта циркуляции" для циркуляции охлаждающей среды между двигателем 80, служащим в качестве "двигателя внутреннего сгорания", и адсорбционным тепловым насосом 20 (в частности, адсорбционным-десорбционным устройством контейнера, который выполняет процесс десорбции, который описывается ниже). Дополнительно, устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве содержит вторую схему 90 циркуляции для циркуляции охлаждающей среды между тепловым источником (в частности, адсорбционным-десорбционным устройством контейнера, который выполняет процесс адсорбции, который описывается ниже, и устройством испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс десорбции) в адсорбционном тепловом насосе 20 и первым теплообменником. Кроме того, устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве содержит третью схему 92 циркуляции для циркуляции охлаждающей среды между адсорбционным тепловым насосом 20 (в частности, устройством испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс адсорбции, который описывается ниже) и вторым теплообменником.
"Высокотемпературная" охлаждающая среда циркулирует в первой схеме 40 циркуляции, "низкотемпературная" охлаждающая среда циркулирует во второй схеме 90 циркуляции, и охлаждающая среда с "пониженной температурой" циркулирует в третьей схеме 92 циркуляции. Здесь, "высокая температура" соответствует температуре (например, приблизительно 90°C), при которой стимулируется процесс десорбции в адсорбционном-десорбционном устройстве(описывается ниже). В настоящем варианте осуществления, охлаждающая среда, выпускаемая из двигателя 80, нагревается до "высокой температуры". Дополнительно, "пониженная температура" соответствует температуре (например, приблизительно 10°C), ниже температуры в транспортном средстве. В настоящем варианте осуществления, охлаждающая среда охлаждается до "пониженной температуры" вследствие испаряющегося скрытого тепла хладагента в устройстве испарения-конденсации. Кроме того, "низкая температура" соответствует температуре, выше температуры наружного воздуха между "пониженной температурой" и "высокой температурой" (например, приблизительно 40°C). В настоящем варианте осуществления, охлаждающая среда нагревается до "низкой температуры" вследствие тепла (тепла адсорбции, тепла конденсации), образующегося в адсорбционном тепловом насосе 20.
При запросе на охлаждение и при обогреве с осушением, первый теплообменник соответствует наружному теплообменнику 62, и второй теплообменник соответствует внутреннему теплообменнику 52. Дополнительно, при запросе на обогрев, первый теплообменник соответствует внутреннему теплообменнику 52, и второй теплообменник соответствует наружному теплообменнику 62. В дальнейшем в этом документе, описывается конфигурация устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве.
Адсорбционный тепловой насос
Устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления выполнено с возможностью включать в себя адсорбционный тепловой насос 20. Адсорбционный тепловой насос 20 содержит множество (два в настоящем варианте осуществления) контейнеров, процесс адсорбции выполняется в первом контейнере, и процесс десорбции выполняется во втором контейнере. Таким образом, в первом контейнере охлаждающая среда, охлажденная до "пониженной температуры", получается посредством адсорбирования хладагента (воды) с помощью адсорбента 32 и использования испаряющегося скрытого тепла, образующегося по мере того, как хладагент испаряется с помощью адсорбции хладагента посредством адсорбента 32. Дополнительно, во втором контейнере, хладагент (вода) десорбируется из адсорбента 32 посредством нагрева адсорбента 32, который адсорбирует хладагент (воду). В адсорбционном тепловом насосе 20, процесс адсорбции и процесс десорбции многократно выполняются в адсорбционном-десорбционном устройстве в каждом из контейнеров.
Это подробно описывается ниже. Адсорбционный тепловой насос 20 выполнен с возможностью включать в себя первое адсорбционное-десорбционное устройство 22A и второе адсорбционное-десорбционное устройство 24A, служащие в качестве "адсорбционного-десорбционного устройства", и первое устройство 22B испарения-конденсации и второе устройство 24B испарения-конденсации, служащие в качестве "устройства испарения-конденсации". Первое адсорбционное-десорбционное устройство 22A и первое устройство 22B испарения-конденсации задают пару таким образом, что составляется первый контейнер 22 в качестве "контейнера". Внутренняя часть первого контейнера 22 герметизируется. Дополнительно, второе адсорбционное-десорбционное устройство 24A и второе устройство 24B испарения-конденсации задают пару таким образом, что составляется второй контейнер 24 в качестве "контейнера". Внутренняя часть второго контейнера 24 герметизируется.
Адсорбент 32 размещается в каждом из первого адсорбционного-десорбционного устройства 22A и второго адсорбционного-десорбционного устройства 24A. Адсорбент 32 изготовлен из силикагеля, цеолита и т.п. (цеолита в настоящем варианте осуществления). Дополнительно, первая адсорбционная сердцевина 22C (теплообменник) располагается в первом адсорбционном-десорбционном устройстве 22A, и первая адсорбционная сердцевина 22C соединяется с четырехходовыми клапанами 26A, 26B. Устройство 30 управления электрически соединяется с четырехходовыми клапанами 26A, 26B (см. фиг. 2), и управление переключением четырехходовых клапанов 26A, 26B выполняется посредством устройства 30 управления. Первая адсорбционная сердцевина 22C соединяется с первой схемой 40 циркуляции или второй схемой 90 циркуляции (описывается ниже) посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B.
Кроме того, аналогично первому адсорбционному-десорбционному устройству 22A, вторая адсорбционная сердцевина 24C (теплообменник) располагается во втором адсорбционном-десорбционном устройстве 24A, и вторая адсорбционная сердцевина 24C соединяется с четырехходовыми клапанами 26A, 26B и соединяется с первой схемой 40 циркуляции или второй схемой 90 циркуляции (описывается ниже) посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B. Охлаждающая среда, которая протекает через первую схему 40 циркуляции или вторую схему 90 циркуляции, циркулирует в первой адсорбционной сердцевине 22C и второй адсорбционной сердцевине 24C.
Между тем, хладагент (охлаждающая вода в настоящем варианте осуществления) впрыскивается в первое устройство 22B испарения-конденсации и второе устройство 24B испарения-конденсации. Дополнительно, первая сердцевина 22D испарения-конденсации (теплообменник) располагается в первом устройстве 22B испарения-конденсации, и первая сердцевина 22D испарения-конденсации соединяется с четырехходовыми клапанами 28A, 28B. Устройство 30 управления электрически соединяется с четырехходовыми клапанами 28A, 28B (см. фиг. 2), и управление переключением четырехходовых клапанов 28A, 28B выполняется посредством устройства 30 управления. Первая сердцевина 22D испарения-конденсации соединяется со второй схемой 90 циркуляции или третьей схемой 92 циркуляции (описывается ниже) посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B.
Кроме того, аналогично первому устройству 22B испарения-конденсации, вторая сердцевина 24D испарения-конденсации (теплообменник) располагается во втором устройстве 24B испарения-конденсации, и вторая сердцевина 24D испарения-конденсации соединяется с четырехходовыми клапанами 28A, 28B и соединяется со второй схемой 90 циркуляции или третьей схемой 92 циркуляции (описывается ниже) посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Охлаждающая среда, которая протекает через вторую схему 90 циркуляции или третью схему 92 циркуляции, циркулирует в первой сердцевине 22D испарения-конденсации и второй сердцевине 24D испарения-конденсации.
Между тем, устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве содержит четырехходовые клапаны 94A, 94B в качестве "переключающих клапанов", допускающих переключение первого теплообменника на один из внутреннего теплообменника 52 и наружного теплообменника 62 и переключения второго теплообменника на другой из внутреннего теплообменника 52 и наружного теплообменника 62. Устройство 30 управления электрически соединяется с четырехходовыми клапанами 94A, 94B (см. фиг. 2), и управление переключением четырехходовых клапанов 94A, 94B выполняется посредством устройства 30 управления. Четырехходовой клапан 94A соединяется с четырехходовым клапаном 26A посредством соединительной трубы 27A и соединяется с четырехходовым клапаном 28A посредством соединительной трубы 96A. Второй насос 29B для циркуляции охлаждающей среды предоставляется на стороне четырехходового клапана 26A соединительной трубы 27A. Дополнительно, четырехходовой клапан 94B соединяется с четырехходовым клапаном 26B посредством соединительной трубы 27B и соединяется с четырехходовым клапаном 28B посредством соединительной трубы 96B. Четвертый насос 98 для циркуляции охлаждающей среды предоставляется в промежуточной части соединительной трубы 96B.
Соединительная труба 27A разветвляется в расположенной ниже по потоку разветвляющейся части 95A второго насоса 29B, и разветвляющаяся часть 95A и четырехходовой клапан 28A соединяются между собой посредством соединительной трубы 27C. Дополнительно, ответвления соединительная труба 27B разветвляется в промежуточной разветвляющейся части 95B, и разветвляющаяся часть 95B и четырехходовой клапан 28B соединяются между собой посредством соединительной трубы 27D. Третий насос 29C для циркуляции охлаждающей среды предоставляется в промежуточной части соединительной трубы 27D.
Первая схема циркуляции
Первая схема 40 циркуляции сконфигурирована как схема для соединения двигателя 80 с адсорбционным тепловым насосом 20, в частности, адсорбционным-десорбционным устройством (первым адсорбционным-десорбционным устройством 22A или вторым адсорбционным-десорбционным устройством 24A, в дальнейшем сокращенно "22A, 24A") контейнера, который выполняет процесс десорбции, и для циркуляции охлаждающей среды между двигателем 80 и адсорбционным тепловым насосом 20. Первая схема 40 циркуляции имеет расположенную выше по потоку трубу 40A, которая составляет расположенную выше по потоку часть первой схемы 40 циркуляции, и расположенную ниже по потоку трубу 40B, которая составляет расположенную ниже по потоку часть первой схемы 40 циркуляции. Расположенная выше по потоку труба 40A соединяется с четырехходовым клапаном 26B, и расположенная ниже по потоку труба 40B соединяется с четырехходовым клапаном 26A. Расположенная выше по потоку труба 40A дополнительно состоит из первой расположенной выше по потоку трубы 40A1 и второй расположенной выше по потоку трубы 40A2. Первая расположенная выше по потоку труба 40A1 и вторая расположенная выше по потоку труба 40A2 соединяются между собой в регулирующем клапане 48 проточного канала (описывается ниже).
Следующие элементы располагаются в первой схеме 40 циркуляции (расположенной выше по потоку трубе 40A) из двигателя 80 в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Таким образом, в первой схеме 40 циркуляции, сердцевина 44 обогревателя, первый температурный датчик 86, регулирующий клапан 48 проточного канала, устройство 82 регенерации тепла выхлопа и второй температурный датчик 88 располагаются последовательно со стороны впуска с двигателем 80 в качестве начальной точки. В вышеуказанной конфигурации, сердцевина 44 обогревателя, которая включена между двигателем 80 и регулирующим клапаном 48 проточного канала, и первый температурный датчик 86 располагаются в первой расположенной выше по потоку трубе 40A1. Дополнительно, в вышеуказанной конфигурации, устройство 82 регенерации тепла выхлопа, которое служит в качестве "устройства подачи тепла", включенного между регулирующим клапаном 48 проточного канала и адсорбционным тепловым насосом 20, и второй температурный датчик 88 располагаются во второй расположенной выше по потоку трубе 40A2. Помимо этого, перепускной проточный канал 4°C предоставляется в направлении трехстороннего патрубка 42, предоставленного в расположенной ниже по потоку трубе 40B, из регулирующего клапана 48 проточного канала. Перепускной проточный канал 4°C предоставляется в качестве перепуска, который соединяет расположенную выше по потоку трубу 40A и расположенную ниже по потоку трубу 40B между собой без прохождения через адсорбционный тепловой насос 20. Дополнительно, первый насос 46, служащий в качестве "насоса" для циркуляции охлаждающей среды, предоставляется в первой схеме 40 циркуляции (расположенной ниже по потоку трубе 40B) из места ниже трехстороннего патрубка 42 в двигатель 80 ниже адсорбционного-десорбционного устройства (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Соответственно, "высокотемпературная" охлаждающая среда подается в первое адсорбционное-десорбционное устройство 22A (первую адсорбционную сердцевину 22C) или второе адсорбционное-десорбционное устройство 24A (вторую адсорбционную сердцевину 24C), процесс десорбции выполняется в первом адсорбционном-десорбционном устройстве 22A или втором адсорбционном-десорбционном устройстве 24A.
Помимо этого, электрический водяной насос, который работает электрически, приспосабливается в качестве первого насоса 46 настоящего варианта осуществления. Таким образом, первый насос 46 может обеспечивать циркуляцию охлаждающей среды в первой схеме 40 циркуляции даже в случае, если двигатель 80 остановлен. Первый насос 46 электрически соединяется с устройством 30 управления (см. фиг. 2), и управление первым насосом 46 выполняется посредством устройства 30 управления.
Сердцевина 44 обогревателя составляет участок блока 70 кондиционирования воздуха для внутренней установки. Ниже описывается блок 70 кондиционирования воздуха для внутренней установки.
Регулирующий клапан 48 проточного канала предоставляется между сердцевиной 44 обогревателя и устройством 82 регенерации тепла выхлопа, в частности, между двигателем 80 и устройством 82 регенерации тепла выхлопа, в первой схеме 40 циркуляции и управляет охлаждающей средой таким образом, что охлаждающая среда может принудительно перепускаться ниже адсорбционного-десорбционного устройства (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Регулирующий клапан 48 проточного канала формируется в качестве трехходового клапана, который отклоняет охлаждающую среду, вытекающую из первой расположенной выше по потоку трубы 40A1, во вторую расположенную выше по потоку трубу 40A2 и перепускной проточный канал 40C. Подробно, как проиллюстрировано на фиг. 3A-3D, регулирующий клапан 48 проточного канала представляет собой поворотный клапан, и отношение охлаждающей среды, протекающей через вторую расположенную выше по потоку трубу 40A2, и охлаждающей среды, протекающей через перепускной проточный канал 40C, регулируется в зависимости от позиции клапана 48A. Регулирующий клапан 48 проточного канала электрически соединяется с устройством 30 управления (см. фиг. 2), и управление регулирующим клапаном 48 проточного канала выполняется посредством устройства 30 управления.
Здесь, как проиллюстрировано на фиг. 3A, состояние, в котором клапан 48A полностью открывает сторону второй расположенной выше по потоку трубы 40A2 и закрывает сторону перепускного проточного канала 40C, задается как "полностью открытое". Дополнительно, как проиллюстрировано на фиг. 3D, состояние, в котором клапан 48A открывает сторону второй расположенной выше по потоку трубы 40A2 до минимума и открывает сторону перепускного проточного канала 4°C до максимума, задается как "немного открытое". Помимо этого, в настоящем варианте осуществления, состояние, в котором клапан 48A полностью не закрывает сторону второй расположенной выше по потоку трубы 40A2, и минимальная охлаждающая среда, необходимая для работы устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, циркулирует через первую схему 40 циркуляции.
Как проиллюстрировано на фиг. 3A, в случае если позиция клапана 48A является полностью открытой, в первой схеме 40 циркуляции формируется тракт, идущий из двигателя 80 через первую расположенную выше по потоку трубу 40A1 и вторую расположенную выше по потоку трубу 40A2 в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, и возвращающийся в двигатель 80 через расположенную ниже по потоку трубу 40B. Между тем, как проиллюстрировано на фиг. 3B-3D, следующий тракт формируется в случае, если сторона перепускного проточного канала 4°C открывается, за исключением случая, когда позиция клапана 48A является полностью открытой. Таким образом, в первой схеме 40 циркуляции формируется тракт, идущий из двигателя 80 через первую расположенную выше по потоку трубу 40A1 и вторую расположенную выше по потоку трубу 40A2 в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, и возвращающийся в двигатель 80 через расположенную ниже по потоку трубу 40B. Дополнительно, тракт, возвращающийся из двигателя 80 через первую расположенную выше по потоку трубу 40A1, перепускной проточный канал 4°C и расположенную ниже по потоку трубу 40B в двигатель 80, формируется в первой схеме 40 циркуляции.
Регулирующий клапан 48 проточного канала настоящего варианта осуществления работает следующим образом при управлении расходом (описывается ниже). Таким образом, в регулирующем клапане 48 проточного канала, каждый раз, когда выполняется операция закрытия клапана, клапан 48A вращается к немного открытой стороне (см. фиг. 3D) из полностью открытой стороны (см. фиг. 3A), и каждый раз, когда выполняется операция открытия клапана, клапан 48A вращается к полностью открытой стороне (см. фиг. 3A) из немного открытой стороны (см. фиг. 3D). Как описано выше, в регулирующем клапане 48 проточного канала настоящего варианта осуществления, клапан 48A формируется таким образом, что он вращается пошагово между полностью открытым состоянием и немного открытым состоянием.
Устройство 82 регенерации тепла выхлопа регенерирует тепло из выхлопного газа, выпускаемого из двигателя 80. Устройство 82 регенерации тепла выхлопа выполнено с возможностью включать в себя проточный канал 82A для выхлопных газов и внутреннюю трубу 82B, вовлеченную в проточный канал 82A для выхлопных газов. Внутренняя труба 82B предоставляется в середине второй расположенной выше по потоку трубы 40A2 и составляет участок первой схемы 40 циркуляции. При вышеуказанной конфигурации, охлаждающая среда, которая протекает через внутреннюю трубу 82B, нагревается посредством выхлопного газа, который протекает через проточный канал 82A для выхлопных газов. Таким образом, тепло выхлопного газа регенерируется посредством выполнения теплообмена между выхлопным газом и охлаждающей средой. Помимо этого, устройство 82 регенерации тепла выхлопа содержит основной проточный канал (не проиллюстрирован), который обеспечивает возможность выхлопному газу, чтобы проходить через него без выполнения теплообмена с охлаждающей средой, отдельно от проточного канала 82A для выхлопных газов, и переключающий клапан (не проиллюстрирован) может выполнять переключение между проточным каналом 82A для выхлопных газов и основным проточным каналом. Например, устройство 30 управления может переключать проточный канал для выхлопных газов согласно температуре охлаждающей среды, которая протекает через внутреннюю трубу 82B.
Первый температурный датчик 86 измеряет температуру охлаждающей среды в тракте циркуляции выше устройства 82 регенерации тепла выхлопа. Дополнительно, второй температурный датчик 88 измеряет температуру охлаждающей среды в тракте циркуляции ниже устройства 82 регенерации тепла выхлопа. Другими словами, второй температурный датчик 88 измеряет температуру охлаждающей среды непосредственно перед протеканием в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Здесь, температура охлаждающей среды в первом температурном датчике 86 задается как T1, и температура охлаждающей среды во втором температурном датчике 88 задается как T2.
Вторая схема циркуляции
Вторая схема 90 циркуляции создается в качестве схемы для соединения теплового источника в адсорбционном тепловом насосе 20 и первого теплообменника (внутреннего теплообменника 52 или наружного теплообменника 62) между собой и для циркуляции охлаждающей среды между тепловым источником в адсорбционном тепловом насосе 20 и первым теплообменником. Здесь, "тепловой источник в адсорбционном тепловом насосе 20" соответствует адсорбционному-десорбционному устройству (первому адсорбционному-десорбционному устройству 22A или второму адсорбционному-десорбционному устройству 24A, в дальнейшем сокращенно"22A, 24A") контейнера, который выполняет процесс адсорбции, в котором образуется тепло адсорбции, и соответствует устройству испарения-конденсации (первому устройству 22B испарения-конденсации или второму устройству 24B испарения-конденсации, в дальнейшем сокращенно "22B, 24B") контейнера, который выполняет процесс десорбции, в котором образуется тепло конденсации. Дополнительно, "тепло адсорбции" представляет собой тепло, которое образуется по мере того, как адсорбент 32 адсорбирует хладагент в контейнере, который выполняет процесс адсорбции. Дополнительно "тепло конденсации" представляет собой тепло, которое образуется по мере того, как хладагент конденсируется в контейнере, который выполняет процесс десорбции.
Вторая схема 90 циркуляции представляет собой схему, полученную посредством комбинирования схемы, которая идет из адсорбционного-десорбционного устройства (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс адсорбции, через второй насос 29B в первый теплообменник и приходит к адсорбционному-десорбционному устройству (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс адсорбции снова, и схему, которая идет из устройства (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс десорбции, в первый теплообменник и приходит к устройству (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс десорбции снова, через третий насос 29C. Таким образом, вторая схема 90 циркуляции представляет собой схему, через которую циркулирует "низкотемпературная" охлаждающая среда, нагретая вследствие тепла адсорбции и тепла конденсации.
Здесь, первый теплообменник соответствует любому из внутреннего теплообменника 52 и наружного теплообменника 62. Подробно, первый теплообменник соответствует наружному теплообменнику 62 при запросе на охлаждение и при обогреве с осушением и соответствует внутреннему теплообменнику 52 при запросе на обогрев. Внутренний теплообменник 52 составляет участок блока 70 кондиционирования воздуха для внутренней установки (описывается ниже) и создается в качестве теплообменника, предоставленного в салоне транспортного средства (см. фиг. 4). Дополнительно, как проиллюстрировано на фиг. 1, внутренний теплообменник 52 соединяется с четырехходовым клапаном 94A посредством расположенной выше по потоку трубы 50A на стороне впуска внутреннего теплообменника 52 и соединяется с четырехходовым клапаном 94B посредством расположенной ниже по потоку трубы 50B на стороне выпуска внутреннего теплообменника 52. Между тем, наружный теплообменник 62 располагается в передней концевой части отсека для двигателя транспортного средства и создается в качестве теплообменника, отличающегося от радиатора для охлаждения двигателя. Дополнительно, наружный теплообменник 62 соединяется с четырехходовым клапаном 94A посредством расположенной выше по потоку трубы 60A на стороне впуска наружного теплообменника 62 и соединяется с четырехходовым клапаном 94B посредством расположенной ниже по потоку трубы 60B на стороне выпуска наружного теплообменника 62. Кроме того, наружный теплообменник 62 содержит вентилятор 66. Посредством вращательного приведения в действие вентилятора 66 может принудительно выполняться теплообмен. Помимо этого, переключение того, задается или нет первый теплообменник с возможностью соответствовать любому из внутреннего теплообменника 52 и наружного теплообменника 62, другими словами, того, соединяется или нет любой из внутреннего теплообменника 52 и наружного теплообменника 62 со второй схемой 90 циркуляции, выполняется посредством четырехходовых клапанов 94A, 94B.
Как описано выше, в устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления, низкотемпературное тепло излучается в наружном теплообменнике 62, служащем в качестве первого теплообменника при запросе на охлаждение и при обогреве с осушением, и низкотемпературное тепло излучается во внутреннем теплообменнике 52, служащем в качестве первого теплообменника при запросе на обогрев.
Третья схема циркуляции
Третья схема 92 циркуляции сконфигурирована как схема для соединения адсорбционного теплового насоса 20, в частности, устройства испарения-конденсации (первого устройства 22B испарения-конденсации или второго устройства 24B испарения-конденсации, в дальнейшем сокращенно "22B, 24B") контейнера, который выполняет процесс адсорбции, со вторым теплообменником (внутренним теплообменником 52 или наружным теплообменником 62), и для циркуляции охлаждающей среды между адсорбционным тепловым насосом 20 и вторым теплообменником. Подробно, третья схема 92 циркуляции представляет собой схему, которая идет из устройства (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс адсорбции, во второй теплообменник и приходит к устройству (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс адсорбции снова, через четвертый насос 98. Таким образом, третья схема 92 циркуляции представляет собой схему, через который циркулирует охлаждающая среда, задаваемая как "с пониженной температурой" в устройстве (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс адсорбции.
Второй теплообменник соответствует любому из внутреннего теплообменника 52 и наружного теплообменника 62. Подробно, второй теплообменник соответствует внутреннему теплообменнику 52 при запросе на охлаждение и при обогреве с осушением и соответствует наружному теплообменнику 62 при запросе на обогрев. Помимо этого, переключение того, задается или нет второй теплообменник с возможностью соответствовать любому из внутреннего теплообменника 52 и наружного теплообменника 62, другими словами, того, соединяется или нет любой из внутреннего теплообменника 52 и наружного теплообменника 62 с третьей схемой 92 циркуляции, выполняется посредством четырехходовых клапанов 94A, 94B.
Как описано выше, в устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления, тепло адсорбируется во внутреннем теплообменнике 52, служащем в качестве второго теплообменника при запросе на охлаждение и при обогреве с осушением, и тепло адсорбируется в наружном теплообменнике 62, служащем в качестве первого теплообменника при запросе на обогрев.
Блок кондиционирования воздуха для внутренней установки
Как проиллюстрировано на фиг. 4, блок 70 кондиционирования воздуха для внутренней установки имеет вентиляционный проход 72. Порт впуска воздуха для введения наружного воздуха и порта впуска воздуха для введения воздуха в помещении, которые не проиллюстрированы, предоставляется на стороне впуска вентиляционного прохода 72. Дополнительно, нагнетатель 74 воздуха, содержащий нагнетательный вентилятор, предоставляется на стороне впуска вентиляционного прохода 72 в вентиляционном проходе 72, и воздух, введенный в вентиляционный проход 72 из порта впуска воздуха или порта впуска воздуха, нагнетается в сторону выпуска вентиляционного прохода 72 посредством нагнетателя 74 воздуха.
Дополнительно, внутренний теплообменник 52 для осушения и охлаждения введенного воздуха и сердцевина 44 обогревателя для обогрева введенного воздуха предоставляются на стороне выпуска относительно нагнетателя 74 воздуха в вентиляционном проходе 72. Воздухосмесительный демпфер 76 формируется таким образом, что он вращательно перемещается посредством актуатора 75. Здесь, посредством вращательного перемещения воздухосмесительного демпфера 76 в состояние, проиллюстрированное посредством штрихпунктирной линии с двумя точками на фиг. 4, вентиляционный проход 72 может представлять собой первый канал, который обеспечивает возможность воздуху, который проходит через внутренний теплообменник 52, протекать через него. С другой стороны, посредством вращательного перемещения воздухосмесительного демпфера 76 в состояние, проиллюстрированное посредством сплошной линии на фиг. 4, вентиляционный проход 72 может представлять собой второй канал, который обеспечивает возможность воздуху, который проходит через внутренний теплообменник 52 и сердцевину 44 обогревателя, протекать через него. Таким образом, в блоке 70 кондиционирования воздуха для внутренней установки, отношение воздуха, проходящего через первый канал, и воздуха, проходящего через второй канал, может изменяться посредством регулирования позиции вращения воздухосмесительного демпфера 76. Воздух, температура которого регулируется посредством воздухосмесительного демпфера 76, протекает в сторону выпуска вентиляционного прохода 72 и нагнетается в салон транспортного средства.
Система управления
Далее описывается система управления устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве со ссылкой на фиг. 2. Устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления управляется посредством устройства 30 управления. Устройство 30 управления состоит из электронного модуля управления (ECU), который представляет собой микрокомпьютер, включающий в себя центральный процессор (CPU), постоянное запоминающее устройство (ROM) и оперативное запоминающее устройство (RAM). Помимо этого, устройство 30 управления не ограничено случаем, в котором устройство управления состоит из одного ECU, и может состоять из комбинирования множества ECU. Первый температурный датчик 86 и второй температурный датчик 88, которые представляют собой температурные датчики, предоставленные в первой схеме 40 циркуляции, электрически соединяются с устройством 30 управления. Дополнительно, первый насос 46, второй насос 29B, третий насос 29C, четвертый насос 98, четырехходовые клапаны 26A, 26B, четырехходовые клапаны 28A, 28B, четырехходовые клапаны 94A, 94B, регулирующий клапан 48 проточного канала, нагнетатель 74 воздуха и актуатор 75, которые предоставляются в устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, электрически соединяются с устройством 30 управления.
Кроме того, устройство 30 управления содержит средство 200 приема и средство 210 управления кондиционированием воздуха. В дальнейшем в этом документе, подробно описываются средства.
Средство 200 приема принимает операцию, связанную с устройством 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, выполняемую пассажиром. Например, когда пассажир управляет сенсорной панелью, которая не проиллюстрирована, средство 200 приема принимает запрос на операцию/остановку, запрос на охлаждение, запрос на обогрев, запрос на осушение, запрос на изменение объема воздуха и т.п. для устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве.
Средство 210 управления кондиционированием воздуха управляет устройством 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве относительно запроса, который принимает средство 200 приема. Например, средство 210 управления кондиционированием воздуха управляет первым насосом 46, вторым насосом 29B, третьим насосом 29C и четвертым насосом 98 согласно запросу на операцию/остановку. Дополнительно, средство 210 управления кондиционированием воздуха выполняет управление переключением четырехходовых клапанов 26A, 26B, четырехходовых клапанов 28A, 28B и четырехходовых клапанов 94A, 94B, чтобы выполнять смену между процессом адсорбции и процессом десорбции в первом контейнере 22 и втором контейнере 24 и переключение между охлаждением и обогревом. Дополнительно, средство 210 управления кондиционированием воздуха принимает запрос на охлаждение, запрос на обогрев или запрос на осушение, чтобы управлять актуатором 75, либо управляет нагнетателем 74 воздуха согласно запросу на изменение объема воздуха.
Кроме того, средство 210 управления кондиционированием воздуха управляет регулирующим клапаном 48 проточного канала согласно температуре T1 охлаждающей среды, измеряемой посредством первого температурного датчика 86, или температуре T2 охлаждающей среды, измеряемой посредством второго температурного датчика 88, и регулирует расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции.
Функциональные преимущества
Далее описываются работа и преимущества устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления.
Нормальное управление
Во-первых, описывается нормальное управление в устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления. Здесь, "нормальное управление" является управлением, при котором прогрев двигателя 80 завершен, и температура охлаждающей среды в первой схеме 40 циркуляции достигает температуры, необходимой для десорбирования воды, которая представляет собой хладагент в адсорбционном-десорбционном устройстве (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Помимо этого, в настоящем варианте осуществления, случай, в котором температура T1 охлаждающей среды равна или выше 90°C, заданных в качестве указанного значения, предполагается в качестве случая, в котором прогрев двигателя 80 завершен. Дополнительно, в настоящем варианте осуществления, случай, в котором температура T2 охлаждающей среды равна или выше 105°C, заданных в качестве заданного значения, предполагается в качестве температуры, необходимой для десорбирования воды, которая представляет собой хладагент.
При запросе на охлаждение и при обогреве с осушением
При запросе на охлаждение и при обогреве с осушением, устройство 30 управления управляет четырехходовыми клапанами 26A, 26B, четырехходовыми клапанами 28A, 28B и четырехходовыми клапанами 94A, 94B, за счет этого соединяя адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс адсорбции, со второй схемой 90 циркуляции, и соединяя устройство (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс адсорбции, с третьей схемой 92 циркуляции. Между тем, адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, соединяется с первой схемой 40 циркуляции, и устройство (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс десорбции, соединяется со второй схемой 90 циркуляции. После этого, по мере того, как устройство 30 управления многократно выполняет управление переключением четырехходовых клапанов 26A, 26B и четырехходовых клапанов 28A, 28B, в адсорбционном тепловом насосе 20, процесс адсорбции и процесс десорбции многократно выполняются в адсорбционном-десорбционном устройстве в каждом контейнере.
В частности, как проиллюстрировано на фиг. 1, наружный теплообменник 62 соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 94A, 94B, и внутренний теплообменник 52 соединяется с третьей схемой 92 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 94A, 94B.
Затем, как проиллюстрировано на фиг. 1, предполагается, что процесс адсорбции выполняется в первом контейнере 22, и процесс десорбции выполняется во втором контейнере 24. Во-первых, первая адсорбционная сердцевина 22C соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B. Соответственно, формируется тракт циркуляции через первую адсорбционную сердцевину 22C и наружный теплообменник 62 (см. стрелку A по фиг. 1). Дополнительно, первая сердцевина 22D испарения-конденсации соединяется с третьей схемой 92 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Соответственно, формируется тракт циркуляции через первую сердцевину 22D испарения-конденсации и внутренний теплообменник 52 (см. стрелку B по фиг. 1). Дополнительно, вторая адсорбционная сердцевина 24C соединяется с первой схемой 40 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B. Соответственно, формируется тракт циркуляции через вторую адсорбционную сердцевину 24C и первую схему 40 циркуляции (двигатель 80) (см. стрелку C по фиг. 1). Кроме того, вторая сердцевина 24D испарения-конденсации соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Соответственно, формируется тракт циркуляции через вторую сердцевину 24D испарения-конденсации и наружный теплообменник 62 (см. стрелку D по фиг. 1). Помимо этого, в наружном теплообменнике 62, циркуляция (см. стрелку A по фиг. 1) первой адсорбционной сердцевины 22C и циркуляция (см. стрелку D по фиг. 1) второй сердцевины 24D испарения-конденсации объединяются.
Затем процесс адсорбции выполняется в первом контейнере 22. Таким образом, в первом контейнере 22 высушенный адсорбент 32 адсорбирует хладагент, и хладагент первого устройства 22B испарения-конденсации испаряется посредством снижения давления в первом контейнере 22. В этом случае, охлаждающая среда в первой сердцевине 22D испарения-конденсации охлаждается посредством испаряющегося скрытого тепла хладагента. Соответственно, охлаждающая среда, которая протекает через третью схему 92 циркуляции, охлаждается до "пониженной температуры" и подается во внутренний теплообменник 52. Дополнительно, в первом адсорбционном-десорбционном устройстве 22A, охлаждающая среда в первой адсорбционной сердцевине 22C нагревается до "низкой температуры" посредством тепла адсорбции, образующегося по мере того, как адсорбент 32 адсорбирует хладагент. Затем охлаждающая среда, нагретая в первой адсорбционной сердцевине 22C, подается в наружный теплообменник 62 посредством второй схемы 90 циркуляции.
Между тем, процесс десорбции выполняется во втором контейнере 24. Таким образом, поскольку вторая адсорбционная сердцевина 24C соединяется с первой схемой 40 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B, "высокотемпературная" охлаждающая среда нагревает адсорбент 32 во втором адсорбционном-десорбционном устройстве 24A через вторую адсорбционную сердцевину 24C. Соответственно, адсорбент 32 во втором адсорбционном-десорбционном устройстве 24A высушивается, и хладагент десорбируется из адсорбента 32. Затем во втором устройстве 24B испарения-конденсации (второй сердцевине 24D испарения-конденсации), соединенном со второй схемой 90 циркуляции, хладагент, десорбированный из адсорбента 32, конденсируется и восстанавливается в качестве воды. Затем охлаждающая среда во второй сердцевине 24D испарения-конденсации нагревается до "низкой температуры" посредством тепла конденсации, образующегося в этом случае. Затем охлаждающая среда, нагретая во второй сердцевине 24D испарения-конденсации, подается в наружный теплообменник 62 посредством второй схемы 90 циркуляции.
В устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления, четырехходовые клапаны 26A, 26B и четырехходовые клапаны 28A, 28B переключаются посредством управления устройством 30 управления после процесса адсорбции в первом контейнере 22 и после процесса десорбции во втором контейнере 24. Соответственно, первый контейнер 22 переключается с процесса адсорбции на процесс десорбции, и второй контейнер 24 переключается с процесса десорбции на процесс адсорбции. В частности, хотя иллюстрация опускается, первая адсорбционная сердцевина 22C соединяется с первой схемой 40 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B, и первая сердцевина 22D испарения-конденсации соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Между тем, вторая адсорбционная сердцевина 24C соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B, и вторая сердцевина 24D испарения-конденсации соединяется с третьей схемой 92 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Как описано выше, в каждом из первого адсорбционного-десорбционного устройства 22A и второго адсорбционного-десорбционного устройства 24A, многократно выполняются процесс адсорбции и процесс десорбции, и охлаждающая среда с "пониженной температурой" подается во внутренний теплообменник 52.
Между тем, в блоке 70 кондиционирования воздуха для внутренней установки, как проиллюстрировано на фиг. 4, отношение прохладного воздуха, который проходит через внутренний теплообменник 52, и теплого воздуха, который проходит через сердцевину 44 обогревателя, регулируется посредством регулирования позиции вращения воздухосмесительного демпфера 76. Таким образом, воздух, который проходит через вентиляционный проход 72, регулируется до требуемой температуры и нагнетается в салон транспортного средства. Помимо этого, воздух, введенный в вентиляционный проход 72, подвергается удалению влаги посредством охлаждения до температуры точки росы во внутреннем теплообменнике 52 и подвергается осушению посредством нагревания в сердцевине 44 обогревателя.
При запросе на обогрев
При запросе на обогрев, устройство 30 управления управляет четырехходовыми клапанами 26A, 26B, четырехходовыми клапанами 28A, 28B и четырехходовыми клапанами 94A, 94B, за счет этого соединяя адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс адсорбции, со второй схемой 90 циркуляции, и соединяя устройство (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс адсорбции, с третьей схемой 92 циркуляции. Между тем, адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, соединяется с первой схемой 40 циркуляции, и устройство (22B, 24B) испарения-конденсации контейнера, который выполняет процесс десорбции, соединяется со второй схемой 90 циркуляции. После этого, по мере того, как устройство 30 управления многократно выполняет управление переключением четырехходовых клапанов 26A, 26B и четырехходовых клапанов 28A, 28B, в адсорбционном тепловом насосе 20, процесс адсорбции и процесс десорбции многократно выполняются в адсорбционном-десорбционном устройстве в каждом контейнере.
В частности, как проиллюстрировано на фиг. 5, наружный теплообменник 62 соединяется с третьей схемой 92 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 94A, 94B, и внутренний теплообменник 52 соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 94A, 94B.
Затем, как проиллюстрировано на фиг. 5, предполагается, что процесс адсорбции выполняется в первом контейнере 22, и процесс десорбции выполняется во втором контейнере 24. Во-первых, первая адсорбционная сердцевина 22C соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B. Соответственно, формируется тракт циркуляции через первую адсорбционную сердцевину 22C и внутренний теплообменник 52 (см. стрелку A по фиг. 5). Дополнительно, первая сердцевина 22D испарения-конденсации соединяется с третьей схемой 92 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Соответственно, формируется тракт циркуляции через первую сердцевину 22D испарения-конденсации и наружный теплообменник 62 (см. стрелку B по фиг. 5). Дополнительно, вторая адсорбционная сердцевина 24C соединяется с первой схемой 40 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B. Соответственно, формируется тракт циркуляции через вторую адсорбционную сердцевину 24C и первую схему 40 циркуляции (двигатель 80) (см. стрелку C по фиг. 5). Кроме того, вторая сердцевина 24D испарения-конденсации соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Соответственно, формируется тракт циркуляции через вторую сердцевину 24D испарения-конденсации и внутренний теплообменник 52 (см. стрелку D по фиг. 5). Помимо этого, во внутреннем теплообменнике 52, циркуляция (см. стрелку A по фиг. 5) первой адсорбционной сердцевины 22C и циркуляции (см. стрелку D по фиг. 5) второй сердцевины 24D испарения-конденсации объединяются.
Затем процесс адсорбции выполняется в первом контейнере 22. Таким образом, в первом контейнере 22 высушенный адсорбент 32 адсорбирует хладагент, и хладагент первого устройства 22B испарения-конденсации испаряется посредством снижения давления в первом контейнере 22. В этом случае, охлаждающая среда в первой сердцевине 22D испарения-конденсации охлаждается посредством испаряющегося скрытого тепла хладагента. Соответственно, охлаждающая среда, которая протекает через третью схему 92 циркуляции, охлаждается до "пониженной температуры" и подается в наружный теплообменник 62. Дополнительно, в первом адсорбционном-десорбционном устройстве 22A, охлаждающая среда в первой адсорбционной сердцевине 22C нагревается до "низкой температуры" посредством тепла адсорбции, образующегося по мере того, как адсорбент 32 адсорбирует хладагент. Затем охлаждающая среда, нагретая в первой адсорбционной сердцевине 22C, подается во внутренний теплообменник 52 посредством второй схемы 90 циркуляции.
Между тем, процесс десорбции выполняется во втором контейнере 24. Таким образом, поскольку вторая адсорбционная сердцевина 24C соединяется с первой схемой 40 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B, "высокотемпературная" охлаждающая среда нагревает адсорбент 32 во втором адсорбционном-десорбционном устройстве 24A через вторую адсорбционную сердцевину 24C. Соответственно, адсорбент 32 во втором адсорбционном-десорбционном устройстве 24A высушивается, и хладагент десорбируется из адсорбента 32. Затем во втором устройстве 24B испарения-конденсации (второй сердцевине 24D испарения-конденсации), соединенном со второй схемой 90 циркуляции, хладагент, десорбированный из адсорбента 32, конденсируется и восстанавливается в качестве воды. Затем охлаждающая среда во второй сердцевине 24D испарения-конденсации нагревается до "низкой температуры" посредством тепла конденсации, образующегося в этом случае. Затем охлаждающая среда, нагретая во второй сердцевине 24D испарения-конденсации, подается во внутренний теплообменник 52 посредством второй схемы 90 циркуляции.
В устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления, четырехходовые клапаны 26A, 26B и четырехходовые клапаны 28A, 28B переключаются посредством управления устройством 30 управления после процесса адсорбции в первом контейнере 22 и после процесса десорбции во втором контейнере 24. Соответственно, первый контейнер 22 переключается с процесса адсорбции на процесс десорбции, и второй контейнер 24 переключается с процесса десорбции на процесс адсорбции. В частности, хотя иллюстрация опускается, первая адсорбционная сердцевина 22C соединяется с первой схемой 40 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B, и первая сердцевина 22D испарения-конденсации соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Между тем, вторая адсорбционная сердцевина 24C соединяется со второй схемой 90 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 26A, 26B, и вторая сердцевина 24D испарения-конденсации соединяется с третьей схемой 92 циркуляции посредством четырехходовых клапанов 28A, 28B. Как описано выше, в каждом из первого адсорбционного-десорбционного устройства 22A и второго адсорбционного-десорбционного устройства 24A, процесс адсорбции и процесс десорбции многократно выполняются, и нагретая охлаждающая среда подается во внутренний теплообменник 52.
Между тем, в блоке 70 кондиционирования воздуха для внутренней установки, посредством задания позиции вращения воздухосмесительного демпфера 76 как второго канала (см. сплошную линию на фиг. 4), тепло адсорбции и тепло конденсации могут приниматься из внутреннего теплообменника 52, а также из сердцевины 44 обогревателя.
Управление расходом
Далее описывается обработка управления расходом, связанная с управлением расходом в устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления. Здесь, "управление расходом" является управлением в случае времени холодного состояния, в котором прогрев двигателя 80 не завершен, или в случае, если температура охлаждающей среды в первой схеме 40 циркуляции не достигает температуры, необходимой для десорбирования воды, которая представляет собой хладагент в адсорбционном-десорбционном устройстве (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции.
В дальнейшем в этом документе, описывается обработка управления расходом, выполняемая посредством средства 210 управления кондиционированием воздуха устройства 30 управления, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа по фиг. 6. Во-первых, когда начинается работа устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, на этапе S100, средство 210 управления кондиционированием воздуха управляет регулирующим клапаном 48 проточного канала таким образом, что позиция клапана 48A является полностью открытой (см. фиг. 3A). После этого обработка переходит к следующему этапу S101.
На этапе S101, средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, отключено либо нет зажигание, либо то, отключен или нет источник питания устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве. В случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что зажигание отключено, или источник питания устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве отключен, обработка управления расходом завершается. С другой стороны, в случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что зажигание не отключено, или источник питания устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве не отключен, т.е. в случае, если зажигание включено, и источник питания устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве включен, обработка переходит к следующему этапу S102.
На этапе S102, средство 210 управления кондиционированием воздуха выполняет определение температуры на основе температуры T1 охлаждающей среды в первом температурном датчике 86 и температуры T2 охлаждающей среды во втором температурном датчике 88. В частности, средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, равна или выше либо нет T1 90°C, и то, ниже либо нет T2 100°C. В случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что T1 равна или выше 90°C, а T2 ниже 100°C, этап S101 выполняется снова. С другой стороны, в случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что T1 не равна или выше 90°C, и T2 не ниже 100°C, т.е. T1 ниже 90°C, и T2 равна или выше 100°C, обработка переходит к следующему этапу S103.
На этапе S103, средство 210 управления кондиционированием воздуха выполняет определение температуры на основе температуры T2 охлаждающей среды во втором температурном датчике 88. В частности, средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, равна или выше T2 либо нет 105°C. В случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что T2 равна или выше 105°C, обработка переходит к этапу S106. С другой стороны, в случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что T2 не равна или выше 105°C, обработка переходит к следующему этапу S104.
На этапе S104, средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, является или нет позиция клапана 48A немного открытой. В случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что позиция клапана 48A не является немного открытой, обработка переходит к следующему этапу S105. С другой стороны, в случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что позиция клапана 48A является немного открытой, т.е. в случае, если позиция клапана 48A является немного открытой, обработка возвращается к этапу S101.
На этапе S105, средство 210 управления кондиционированием воздуха управляет клапаном 48A таким образом, чтобы закрывать вторую расположенную выше по потоку трубу 40A2 за один шаг. Как описано выше, посредством обработки этапа S104 и этап S105, операция закрытия клапана пошагово выполняется до того, как позиция клапана 48A является немного открытой. После этого обработка возвращается к этапу S101.
С другой стороны, в случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что T2 равна или выше 105°C, на этапе S103, на этапе S106 средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, является или нет позиция клапана 48A полностью открытой. В случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что позиция клапана 48A не является полностью открытой, обработка переходит к следующему этапу S107. С другой стороны, в случае если средство 210 управления кондиционированием воздуха определяет то, что позиция клапана 48A является полностью открытой, т.е. в случае, если позиция клапана 48A является полностью открытой, обработка возвращается к этапу S101.
На этапе S107, средство 210 управления кондиционированием воздуха управляет клапаном 48A таким образом, чтобы открывать вторую расположенную выше по потоку трубу 40A2 за один шаг. Как описано выше, посредством обработки этапа S106 и этапа S107, операция открытия клапана пошагово выполняется до того, как позиция клапана 48A является полностью открытой. После этого обработка возвращается к этапу S101.
Заключение
Как описано выше, согласно устройству 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления, переключение может выполняться между операцией охлаждения (операцией осушения) и операцией нагрева посредством переключения четырехходовых клапанов 94A, 94B. Кроме того, устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления может одновременно переключать четырехходовые клапаны 26A, 26B и четырехходовые клапаны 28A, 28B, чтобы непрерывно менять процесс адсорбции одного из первого контейнера 22 и второго контейнера 24 с процессом десорбции другого из первого контейнера 22 и второго контейнера 24, чтобы непрерывно выполнять операцию охлаждения (операцию осушения) или операцию нагрева. Помимо этого, в настоящем варианте осуществления, всегда отсутствует необходимость в предоставлении четырехходовых клапанов 94A, 94B. В этом случае, операция охлаждения (операция осушения) и операция нагрева могут переключаться посредством переключения только четырехходовых клапанов 28A, 28B из числа четырехходовых клапанов 26A, 26B и четырехходовых клапанов 28A, 28B.
Здесь, в общем, вывод адсорбционного теплового насоса является пропорциональным разности между адсорбированным количеством адсорбента при адсорбции и адсорбированным количеством адсорбента при десорбции. Следовательно, чтобы повышать вывод адсорбционного теплового насоса, существует потребность в уменьшении адсорбированного количества при десорбции для того, чтобы дополнительно увеличивать разность между адсорбированными количествами при адсорбции и при десорбции. Между тем, адсорбированное количество адсорбента увеличивается с повышением относительного давления пара в контейнере (давления в контейнере относительно давления насыщенного пара). Следовательно, чтобы уменьшать адсорбированное количество при десорбции, желательно повышать температуру адсорбента при десорбции для того, чтобы понижать относительное давление пара. Если обобщить вышеупомянутое, чтобы повышать вывод адсорбционного теплового насоса, можно сказать, что эффективно задавать температуру адсорбента высокой, т.е. повышать температуру охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, в свете настоящего варианта осуществления.
С другой стороны, следующие проблемы могут возникать в устройстве для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, содержащем адсорбционный тепловой насос на основе нагреваемого воздуха в салоне транспортного средства с использованием отработанного тепла двигателя, аналогично настоящему варианту осуществления. Таким образом, в устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, когда повышается эффективность расхода топлива транспортным средством, уровень расхода топлива согласно проезжаемому расстоянию снижается, и отработанное тепло двигателя 80 имеет тенденцию быть недостаточным. По этой причине, высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, не может получаться, когда двигатель 80 является холодным, к примеру, при запуске двигателя 80. Таким образом, в устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве настоящего варианта осуществления, устройство 82 регенерации тепла выхлопа компенсирует тепло, которое является недостаточным в двигателе 80, посредством предоставления устройства 82 регенерации тепла выхлопа между сердцевиной 44 обогревателя и адсорбционным-десорбционным устройством (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Дополнительно, устройство 82 регенерации тепла выхлопа может повторно повышать температуру охлаждающей среды, которая упала, в случае если вследствие операции осушения или операции нагрева, количество рассеяния тепла в сердцевине 44 обогревателя является большим, и температура охлаждающей среды значительно падает.
Дополнительно, настоящий вариант осуществления имеет такой признак, что в случае если высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, является недостаточным, средство 210 управления кондиционированием воздуха, предоставленное в устройстве 30 управления, выполняет обработку управления расходом уменьшения расхода охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, таким образом, что он ниже заданного расхода. Здесь, то, является или нет высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, недостаточным, может определяться в качестве того, достигает или нет T2 заданного значения, со ссылкой на температуру T2 второго температурного датчика 88, т.е. на температуру охлаждающей среды непосредственно перед протеканием в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс адсорбции. В настоящем варианте осуществления, заданное значение задается равным 105°C, и когда T2 ниже 105°C, средство 210 управления кондиционированием воздуха пошагово закрывает регулирующий клапан 48 проточного канала, чтобы уменьшать расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, таким образом, что он ниже заданного расхода. Соответственно, поскольку температура охлаждающей среды повышается на более ранней стадии вследствие тепла, принимаемого из двигателя 80 или устройства 82 регенерации тепла выхлопа, высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, может обеспечиваться на более ранней стадии. С другой стороны, когда T2 равна или выше 105°C, средство 210 управления кондиционированием воздуха пошагово открывает регулирующий клапан 48 проточного канала, чтобы возвращать расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, к заданному расходу. Соответственно, высокотемпературный тепловой источник может непрерывно подаваться в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции для того, чтобы улучшать рабочие характеристики охлаждения.
Дополнительно, то, является или нет высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, недостаточным, может определяться в качестве того, достигает или нет T1 указанного значения, со ссылкой на температуру T1 первого температурного датчика 86, т.е. на температуру охлаждающей среды, которая вытекает из сердцевины 44 обогревателя, в дополнение к температуре второго температурного датчика 88. В настоящем варианте осуществления, указанное значение задается равным 90°C, и когда T1 ниже 90°C, средство 210 управления кондиционированием воздуха может пошагово закрывать регулирующий клапан 48 проточного канала, чтобы уменьшать расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, таким образом, что он ниже заданного расхода. Соответственно, поскольку температура охлаждающей среды повышается на более ранней стадии вследствие тепла, принимаемого из устройства 82 регенерации тепла выхлопа, высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, может обеспечиваться на более ранней стадии. С другой стороны, когда T1 равна или выше 90°C, средство 210 управления кондиционированием воздуха может пошагово открывать регулирующий клапан 48 проточного канала, чтобы возвращать расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, к заданному расходу. Соответственно, высокотемпературный тепловой источник может непрерывно подаваться в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции для того, чтобы улучшать рабочие характеристики охлаждения.
Кроме того, настоящий вариант осуществления имеет регулирующий клапан 48 проточного канала, который предоставляется между двигателем 80 и устройством 82 регенерации тепла выхлопа в первой схеме 40 циркуляции и управляет охлаждающей средой таким образом, что охлаждающая среда может принудительно перепускаться ниже адсорбционного-десорбционного устройства (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Регулирующий клапан 48 проточного канала управляется посредством средства 210 управления кондиционированием воздуха, и в случае, если высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, является недостаточным, расход в перепускном проточном канале 40C, который представляет собой перепуск, увеличивается, чтобы уменьшать расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, таким образом, что он ниже заданного расхода. Соответственно, поскольку охлаждающая среда, которая вытекает из двигателя 80, возвращается в двигатель 80 через перепускной проточный канал 4°C перед протеканием в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, температура охлаждающей среды может повышаться на более ранней стадии.
Помимо этого, в настоящем варианте осуществления, средство 210 управления кондиционированием воздуха, предоставленное в устройстве 30 управления, отслеживает температуру как для температуры T2 второго температурного датчика 88, так и для температуры T1 первого температурного датчика 86, за счет этого выполняя управление расходом. Тем не менее, аспект изобретения не ограничен этим. Таким образом, управление расходом может выполняться только на основе температуры T2 второго температурного датчика 88.
Второй вариант осуществления
Далее описывается устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, связанное со вторым вариантом осуществления. В устройстве 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве первого варианта осуществления, регулирующий клапан 48 проточного канала регулирует расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Тем не менее, во втором варианте осуществления, первый насос 46 формируется таким образом, чтобы регулировать расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Настоящий вариант осуществления имеет конфигурацию, идентичную конфигурации первого варианта осуществления, за исключением того, что регулирующий клапан 48 проточного канала и перепускной проточный канал 4°C удаляются из первого варианта осуществления.
В устройстве 30 управления настоящего варианта осуществления, средство 210 управления кондиционированием воздуха регулирует выпускаемый объем первого насоса 46 согласно температурам охлаждающей среды, измеряемым посредством первого температурного датчика 86 и второго температурного датчика 88, и регулирует расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции.
Согласно настоящему варианту осуществления, посредством уменьшения расхода охлаждающей среды в первой схеме 40 циркуляции таким образом, что он ниже заданного расхода, с помощью первого насоса 46, температура охлаждающей среды повышается на более ранней стадии вследствие тепла, принимаемого из двигателя 80 или устройства 82 регенерации тепла выхлопа, высокотемпературный тепловой источник, необходимый для процесса десорбции, может обеспечиваться на более ранней стадии. Дополнительно, согласно настоящему варианту осуществления, расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции только посредством регулирования вывода первого насоса 46, может быстро регулироваться по сравнению со случаем, в котором используется клапан 48A, которому требуется вращательное приведение в действие для управления расходом.
Помимо этого, в настоящем варианте осуществления, регулирующий клапан 48 проточного канала и перепускной проточный канал 4°C не предоставляются. Тем не менее, регулирующий клапан 48 проточного канала и перепускной проточный канал 4°C могут предоставляться аналогично первому варианту осуществления. В этом случае, средство 210 управления кондиционированием воздуха может одновременно управлять регулирующим клапаном 48 проточного канала и первым насосом 46, чтобы регулировать расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции. Например, когда двигатель 80 является холодным, расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, посредством регулирования регулирующего клапана 48 проточного канала на немного открытую сторону и задания выпускаемого объема первого насоса 46 низким. Дополнительно, после завершения прогрева двигателя 80, расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, возвращается к заданному расходу посредством регулирования регулирующего клапана 48 проточного канала на полностью открытую сторону и задания выпускаемого объема первого насоса 46 высоким.
Третий вариант осуществления
Далее описывается устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, связанное с третьим вариантом осуществления. В первом варианте осуществления, устройство 30 управления измеряет температуру охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, с использованием второго температурного датчика 88. Напротив, в настоящем варианте осуществления, температура охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, оценивается из температуры, расхода и удельной теплоемкости носителя (выхлопного газа, охлаждающей среды), который проходит через устройство 82 регенерации тепла выхлопа. В настоящем варианте осуществления, второй температурный датчик 88 исключается из первого варианта осуществления, и устройство 30 управления содержит средство 220 вычисления температуры. Помимо этого, остальная конфигурация является идентичной конфигурации первого варианта осуществления. В дальнейшем в этом документе, главным образом описываются отличия от первого варианта осуществления.
Как проиллюстрировано на фиг. 7, первый температурный датчик 86, который представляет собой температурный датчик, предоставленный в первой схеме 40 циркуляции, и существующие датчики 140 (датчик температуры выхлопных газов, датчик расхода воздуха, инжектор и т.п.) в транспортном средстве электрически соединяются с устройством 30 управления настоящего варианта осуществления. Дополнительно, устройство 30 управления содержит средство 220 вычисления температуры в дополнение к средству 200 приема и средству 210 управления кондиционированием воздуха. Средство 220 вычисления температуры вычисляет температуру охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, другими словами, температуру охлаждающей среды, которая вытекает из устройства 82 регенерации тепла выхлопа.
Здесь, температура охлаждающей среды, которая вытекает из устройства 82 регенерации тепла выхлопа, может вычисляться из уравнения 1.
Tlout=Tlin+Cpg*Gg*(Tgin-Tlin)/(Cpl*Gl) ... (уравнение 1)
Здесь, Tlout является температурой охлаждающей среды, которая вытекает из устройства 82 регенерации тепла выхлопа, Tlin является температурой охлаждающей среды, которая протекает в устройство 82 регенерации тепла выхлопа, Tgin является температурой выхлопных газов, Cpl является удельной теплоемкостью охлаждающей среды, CPg является удельной теплоемкостью выхлопного газа, Gl является удельным массовым расходом охлаждающей среды, и Gg является удельным массовым расходом выхлопного газа.
Tlin измеряется посредством первого температурного датчика 86. Таким образом, Tlin=T1. Tgin измеряется, например, посредством существующего датчика температуры выхлопных газов, смонтированного на каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов. Значения коэффициентов, вычисленные заранее, могут использоваться относительно Cpl и Cpg. Gl может вычисляться, например, на основе выходной информации (значения напряжения, времени вывода и т.п.) первого насоса 46, полученной посредством средства 220 вычисления температуры. Gg может вычисляться, например, на основе объема всасываемого воздуха в двигатель 80 или объема впрыскиваемого топлива в двигатель 80. Здесь, объем всасываемого воздуха может вычисляться посредством существующего датчика расхода воздуха, и объем впрыскиваемого топлива может вычисляться с использованием выходной информации (числа впрысков, времени вывода и т.п.) инжектора.
Как описано выше, средство 220 вычисления температуры может вычислять температуру охлаждающей среды, которая вытекает из устройства 82 регенерации тепла выхлопа, на основе информации из существующих датчиков 140 (датчика температуры выхлопных газов, датчика расхода воздуха, инжектора и т.п.). Согласно настоящему варианту осуществления, второй температурный датчик 88, предусмотренный исключительно для управления расходом, может исключаться, и может быть реализовано упрощение конструкции устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве и снижение затрат.
Четвертый вариант осуществления
Далее описывается устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, связанное с четвертым вариантом осуществления. Четвертый вариант осуществления имеет такую конфигурацию, в которой, в конфигурации первого варианта осуществления, расход охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство контейнера, который выполняет процесс десорбции, уменьшается таким образом, что он ниже заданного расхода, в соответствии со снижением температуры T2 охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции.
В частности, позиция открытия клапана регулирующего клапана 48 проточного канала настоящего варианта осуществления определяется согласно температуре T2 второго температурного датчика 88. Кроме того, средство 210 управления кондиционированием воздуха регулирует регулирующий клапан 48 проточного канала таким образом, что он находится в позиции открытия клапана, соответствующей температуре T2 второго температурного датчика 88. Согласно настоящему варианту осуществления, температура охлаждающей среды, которая должна подаваться в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, может эффективно повышаться до оптимальной температуры для процесса десорбции.
Пятый вариант осуществления
Далее описывается устройство 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве, связанное с пятым вариантом осуществления. Пятый вариант осуществления включает в себя теплоаккумулирующий модуль 85 в качестве "устройства подачи тепла". В частности, в пятом варианте осуществления, теплоаккумулирующий модуль 85 предоставляется вместо устройства 82 регенерации тепла выхлопа в конфигурации первого варианта осуществления.
Как проиллюстрировано на фиг. 8, теплоаккумулирующий модуль 85 настоящего варианта осуществления имеет теплоаккумулирующий материал 84 и аккумулирует тепло, образующееся из охлаждающей среды, задаваемой как "высокая температура" посредством двигателя 80. В качестве теплоаккумулирующего материала 84, может приспосабливаться теплоаккумулирующий материал на основе ощущаемого тепла с использованием удельной теплоемкости вещества, теплоаккумулирующий материал на основе скрытого тепла с использованием скрытого тепла, образующегося при изменении из твердой в жидкую фазу вещества, или химический теплоаккумулирующий материал с использованием тепла химической реакции.
Здесь, например, в теплоаккумулирующем материале на основе скрытого тепла, в случае если температура теплоаккумулирующего материала 84 ниже температуры охлаждающей среды, тепло охлаждающей среды аккумулируется в теплоаккумулирующем материале 84. Дополнительно, в случае если температура теплоаккумулирующего материала 84 выше температуры охлаждающей среды, тепло излучается из теплоаккумулирующего материала 84 в охлаждающую среду.
Согласно настоящему варианту осуществления, демонстрируются следующие преимущества. Таким образом, в конфигурации, имеющей теплоаккумулирующий модуль 85, когда рабочая скорость двигателя 80 снижается, температура "высокотемпературной" охлаждающей среды падает, и также энергия приведения в движение (тепловая энергия) снижается. Следовательно, рабочие характеристики охлаждения снижаются. Напротив, в настоящем варианте осуществления, тепло выхлопа из двигателя 80 аккумулируется в теплоаккумулирующем модуле 85 в ходе работы двигателя 80. По этой причине, например, даже в случае, если рабочая скорость двигателя 80 снижена, к примеру, при остановке-запуске или даже при первом запуске утром, может обеспечиваться высокотемпературный тепловой источник, который является достаточным для того, чтобы стимулировать процесс десорбции в адсорбционном-десорбционном устройстве (22A, 24A). Таким образом, в настоящем варианте осуществления, температура охлаждающей среды, которая протекает в адсорбционное-десорбционное устройство (22A, 24A) контейнера, который выполняет процесс десорбции, может повышаться на более ранней стадии посредством высвобождения тепла, которое аккумулируется в теплоаккумулирующем модуле 85 при пониженной температуре двигателя 80, в охлаждающую среду.
Помимо этого, в настоящем варианте осуществления, теплоаккумулирующий модуль 85 предоставляется вместо устройства 82 регенерации тепла выхлопа. Тем не менее, устройство 82 регенерации тепла выхлопа и теплоаккумулирующий модуль 85 могут предоставляться рядом. В частности, во второй расположенной выше по потоку трубе 40A2, теплоаккумулирующий модуль 85 может располагаться ниже устройства 82 регенерации тепла выхлопа. Соответственно, количество тепла, аккумулируемое в теплоаккумулирующем модуле 85, может увеличиваться.
Добавление
Помимо этого, температуры, примерно проиллюстрированные в соответствующих вариантах осуществления, являются просто примерами и могут надлежащим образом выбираться в зависимости от материала и т.п. для теплоаккумулирующего материала, который должен использоваться.
В соответствующих вариантах осуществления, устройство 82 регенерации тепла выхлопа предоставляется в качестве "устройства подачи тепла". Тем не менее, аспект изобретения не ограничен этим. Таким образом, обогреватель на выхлопных газах или электрообогреватель может предоставляться вместо устройства 82 регенерации тепла выхлопа. Обогреватель на выхлопных газах или электрообогреватель может компенсировать тепло, которое является недостаточным в двигателе 80, посредством излучения тепла в охлаждающую среду, когда двигатель 80 является холодным, аналогично устройству 82 регенерации тепла выхлопа.
Дополнительно, относительно устройства 10 для кондиционирования воздуха в транспортном средстве по изобретению, вышеописанные варианты осуществления могут независимо выполняться, или соответствующие варианты осуществления могут надлежащим образом комбинироваться между собой.