АВТОМОБИЛЬНЫЙ КОНДИЦИОНЕР Российский патент 2015 года по МПК B60H1/03 

Область изобретения

Данное изобретение относится к автомобильному кондиционеру.

Уровень техники

В транспортном средстве, имеющем двигатель внутреннего сгорания, таком, как автомобиль, температура в пассажирском салоне регулируется путем подачи холодного воздуха в салон с помощью охлаждающего устройства или путем нагревания воздуха за счет использования тепла двигателя внутреннего сгорания. Однако появляется все возрастающее число таких видов транспортных средств, где сложно использовать двигатель внутреннего сгорания в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха (терморегуляции) в салоне. К таким транспортным средствам относится электромобиль, где отсутствует двигатель внутреннего сгорания, и имеется только мотор-генератор как приводное устройство, и автомобиль с гибридным приводом, где имеется как мотор-генератор, так и двигатель внутреннего сгорания в качестве приводных устройств, и где двигатель внутреннего сгорания часто отключается.

Опираясь на вышеизложенное, предполагается, что, например, элемент Пельтье, описанный в патенте 1, может быть использован для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне. Элемент Пельтье включает участок охлаждения, поглощающий тепло, и участок нагрева, высвобождающий тепло. Участок охлаждения и участок нагрева могут поменяться местами при изменении полярности электрода. Когда кондиционер используется, чтобы понизить температуру в пассажирском салоне с целью охлаждения, то воздух, направляемый в пассажирский салон, охлаждается с помощью участка охлаждения элемента Пельтье. С другой стороны, когда кондиционер используется, чтобы повысить температуру в пассажирском салоне для прогрева воздуха, полярность электрода элемента Пельтье меняется и становится противоположной той полярности, которая необходима для охлаждения, при этом воздух, направляемый в пассажирский салон, нагревается с помощью участка нагрева элемента Пельтье.

Документация, представляющая известный уровень техники

Патентная документация

Патент 1

Открытая публикация патента Японии No. 10-35268 (параграфы с [0012] до [0014], Фиг.1)

Сущность изобретения

Проблемы, которые должно решить данное изобретение

Когда элемент Пельтье используется для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне, как описано выше, кондиционирование воздуха (нагрев) в пассажирском салоне возможно даже в таком автомобиле, где сложно использовать двигатель внутреннего сгорания в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне.

Однако, чтобы получить конструкцию кондиционера, использующего элемент Пельтье, должны быть внесены значительные изменения в конструкцию обычного кондиционера, который охлаждает воздух, направляемый в пассажирский салон с помощью охлаждающего устройства, и нагревает воздух, используя тепло двигателя внутреннего сгорания. Когда в конструкцию кондиционера вносятся значительные изменения, обычное оборудование не может быть использовано для изготовления данного кондиционера. Таким образом, оборудование для изготовления данного кондиционера должно быть модифицировано. Поскольку оборудование для изготовления кондиционера должно быть модифицировано, то производственные издержки возрастают.

Таким образом, возникла потребность, чтобы кондиционирование воздуха осуществлялось в пассажирском салоне (обогрев пассажирского салона) такого автомобиля, где трудно использовать двигатель внутреннего сгорания в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне, используя при этом обычный кондиционер, который охлаждает воздух, направляемый в пассажирский салон с помощью охлаждающего устройства, и нагревает воздух за счет использования тепла двигателя внутреннего сгорания.

Соответственно, задачей данного изобретения является предложить автомобильный кондиционер, который осуществляет кондиционирование воздуха в пассажирском салоне, и это не влечет за собой внесение значительных изменений в конструкцию автомобиля, где сложно использовать двигатель внутреннего сгорания в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне.

Пути решения проблемы

Чтобы решить вышеуказанную задачу, в автомобильном кондиционере, в соответствиии с данным изобретением, для охлаждения или нагрева воздуха, направляемого в пассажирский салон для регулировки температуры в пассажирском салоне, воздух охлаждается с помощью охлаждающего устройства, и воздух нагревается с помощью элемента Пельтье. Данный элемент, установленный в традиционном кондиционере, может быть использован в качестве охлаждающего устройства. Таким образом, удается избежать внесения значительных изменений в конструкцию кондиционера. Даже в автомобиле, где имеются трудности в использовании двигателя внутреннего сгорания в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне, воздух, направляемый в пассажирский салон, может нагреваться с помощью элемента Пельтье. Таким образом, может быть осуществлено кондиционирование воздуха в пассажирском салоне (пассажирский салон может быть обогрет). Соответственно, кондиционирование воздуха в пассажирском салоне может быть осуществлено без внесения значительных изменений в конструкцию автомобиля, в котором имеются трудности в использовании двигателя внутреннего сгорания в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне.

Традиционный кондиционер включает циркуляционный контур для циркуляции теплоносителя, осуществляющего теплообмен с двигателем внутреннего сгорания, установленным в автомобиле, и воздухом, направляемый в пассажирский салон, нагреваемым с помощью теплоносителя. Таким образом, в автомобиле, имеющем двигатель внутреннего сгорания, может использоваться метод подогрева теплоносителя в циркуляционном контуре с помощью участка нагрева элемента Пельтье и подогрева воздуха, направляемого в пассажирский салон, за счет нагретого теплоносителя, в качестве метода нагрева воздуха с помощью элемента Пельтье. В этом случае, воздух, направляемый в пассажирский салон, может нагреваться с помощью элемента Пельтье, за счет использования циркуляционного контура, установленного в традиционном кондиционере. Соответственно, удается избежать внесения значительных изменений в конструкцию кондиционера по сравнению с традиционной моделью. Когда работает двигатель внутреннего сгорания и генерирует тепло, это тепло может быть аккумулировано с помощью теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре, и может быть использовано для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне (для обогрева пассажирского салона).

В соответствиии с одним аспектом данного изобретения, циркуляционный контур включает первый канал, который позволяет теплоносителю, циркулирующему в циркуляционном контуре, проходить через двигатель внутреннего сгорания, и второй канал, который позволяет теплоносителю обходить двигатель внутреннего сгорания. Либо первый канал, либо второй канал используется в качестве канала для циркуляции теплоносителя. В соответствии с этим одним аспектом данного изобретения, циркуляционный контур включает первый канал, который позволяет теплоносителю, циркулирующему в циркуляционном контуре, проходить через двигатель внутреннего сгорания и второй канал, который позволяет теплоносителю обходить двигатель внутреннего сгорания. Либо первый канал, либо второй канал используется в качестве канала для циркуляции теплоносителя. В этом случае, второй канал может быть выбран в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре, когда двигатель внутреннего сгорания генерирует небольшое количество тепла. С другой стороны, первый канал может быть выбран, когда двигатель внутреннего сгорания генерирует большое количество тепла. Если второй канал выбран в качестве канала для циркуляции теплоносителя в вышеописанном циркуляционном контуре, когда двигатель внутреннего сгорания генерирует небольшое количество тепла, то для нагрева теплоносителя, подогретого с помощью участка нагрева элемент Пельтье, не может быть задействован двигатель внутреннего сгорания. Таким образом, теплоноситель эффективно нагревается участком нагрева элемента Пельтье. Если первый канал выбран в качестве канала для циркуляции теплоносителя в вышеупомянутом циркуляционном контуре, когда двигатель внутреннего сгорания генерирует большое количество тепла, то теплоноситель может нагреваться с помощью двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, нагрев теплоносителя элементом Пельтье может быть прекращен, или количество тепла для нагрева теплоносителя может быть уменьшено.

В соответствии с другим аспектом данного изобретения, циркуляционный контур включает радиатор. Когда температура теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре, больше или равна предварительно заданной величине, радиатор дает возможность потоку, протекающему внутри, осуществлять теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом. Элемент Пельтье включает участок охлаждения, который осуществлет теплообмен с теплоносителем, циркулирующим в контуре для теплоносителя. Контур для теплоносителя направляет теплоноситель, который циркулирует внутри, в радиатор и осуществляет теплообмен между теплоносителем и воздухом, окружающим радиатор. В соответствии с этим аспектом данного изобретения, циркуляционный контур включает радиатор. Когда температура теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре, больше или равна предварительно заданной величины, радиатор дает возможность теплоносителю протекать там, чтобы осуществлять теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом. Элемент Пельтье включает участок охлаждения, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, циркулирующим в контуре для теплоносителя. Контур для теплоносителя направляет теплоноситель, циркулирующий внутри, в радиатор и осуществляет теплообмен между теплоносителем и воздухом, окружающим радиатор. Вышеописанный теплообмен предотвращает избыточное падение температуры теплоносителя в контуре для теплоносителя. Таким образом, также предотвращается избыточное падение температуры участка охлаждения элемента Пельтье, осуществляющего теплообмен с теплоносителем. Когда участок нагрева осуществляет операцию подогрева, тепло передается от участка охлаждения к участку нагрева элемента Пельтье. Таким образом, в элементе Пельтье тепло более эффективно передается от участка охлаждения к участку нагрева; другими словами, теплоноситель более эффективно нагревается с помощью участка нагрева, поскольку разница температур между участком охлаждения и участком нагрева становится меньше. Поскольку, как описано выше, падение температуры участка охлаждения элемента Пельтье предотвращено, разница температур между участком нагрева и участком охлаждения элемента Пельтье сокращается, и участок нагрева элемента Пельтье эффективно нагревает теплоноситель.

В соответствии с одним из аспектов данного изобретения, элемент Пельтье включает участок охлаждения, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, циркулирующим в контуре теплоносителя, с целью охлаждения электрического устройства, установленного на автомобиле. Когда участок нагрева выполняет операцию подогрева, тепло передается от участка охлаждения на участок нагрева элемента Пельтье. Таким образом, температура участка охлаждения понижается. Когда теплоноситель, имеющий пониженную температуру за счет теплообмена между участком охлаждения элемента Пельтье и теплоносителем в контуре теплоносителя, используется для охлаждения электрического устройства, данное электрическое устройство эффективно охлаждается. Поскольку теплоноситель получает тепло от электрического устройства, предотвращается избыточное падение температуры теплоносителя в контуре теплоносителя. Таким образом, избыточное падение температуры участка охлаждения элемента Пельтье также предотвращается. В элементе Пельтье тепло более эффективно передается от участка охлаждения к участку нагрева. Другими словами, теплоноситель более эффективно нагревается участком нагрева, поскольку разница температур между участком охлаждения и участком нагрева становится меньше. Соответственно, когда падение температуры участка охлаждения элемента Пельтье предотвращается, как это описано выше, разница температур между участком нагрева и участком охлаждения элемента Пельтье сокращается. Как результат, операция подогрева с помощью участка нагрева элемента Пельтье осуществляется эффективно.

В соответствии с одним из аспектов данного изобретения, контур теплоносителя включает теплообменник, который позволяет теплоносителю, циркулирующему в контуре теплоносителя, протекать внутри для осуществления теплообмена между теплоносителем и окружающим воздухом. Эта конструкция предотвращает избыточное падение температуры теплоносителя благодаря теплообмену между теплоносителем и окружающим воздухом с помощью теплообменника в контуре теплоносителя, когда падение температуры теплоносителя не может быть предтовращено только за счет тепла от электрического устройства при условии, что теплоноситель в контуре теплоносителя охлаждается с помощью участка охлаждения элемента Пельтье. Соответственно, избыточное падение температуры участка охлаждения элемента Пельтье, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, также предотвращается. Когда падение температуры участка охлаждения элемента Пельтье предотвращается, как это описано выше, сокращается разница температур между участком нагрева и участком охлаждения элемента Пельтье. В результате, эффективно осществляется операция подогрева с помощью участка нагрева элемента Пельтье.

В соответствии с одним из аспектов данного изобретения, автомобильный кондиционер включает блок управления, который переключает канал для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре на второй канал, и позволяет участку нагрева элемента Пельтье осуществить операцию подогрева, когда пассажирский салон обогревается во время движения автомобиля с выключенным двигателем внутреннего сгорания. Когда пассажирский салон обогревается во время движения автомобиля с работающим двигателем внутреннего сгорания, блок управления переключает канал для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре на первый канал, и останавливает операцию нагрева, осуществляемую с помощью участка нагрева элемента Пельтье. Если второй канал выбирается, как описано выше, в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре, когда пассажирский салон обогревается во время движения автомобиля с отключенным двигателем внутреннего сгорания, тепло теплоносителя, нагреваемого с помощью участка нагрева элемента Пельтье, не отбирается двигателем внутреннего сгорания. Соответственно, теплоноситель эффективно нагревается с помощью участка нагрева элемента Пельтье. Если первый канал выбирается, как описано выше, в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре, когда пассажирский салон обогревается во время движения автомобиля с работающим двигателем внутреннего сгорания, теплоноситель нагревается с помощью двигателя внутреннего сгорания, при этом теплоноситель не нагревается с помощью участка нагрева элемента Пельтье. Соответственно, операция подогрева участка нагрева элемента Пельтье останавливается, и удается избежать ненужного функционирования элемента Пельтье.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - это принципиальная схема, иллюстрирующая весь кондиционер в соответствии с первым осуществлением;

Фиг.2 - это принципиальная схема, иллюстрирующая первый режим работы кондиционера в первом осуществлении;

Фиг.3 - это принципиальная схема, иллюстрирующая второй режим работы кондиционера в первом осуществлении;

Фиг.4 - это принципиальная схема, иллюстрирующая третий режим работы кондиционера в первом осуществлении;

Фиг.5 - это принципиальная схема, иллюстрирующая четвертый режим работы кондиционера в первом осуществлении;

Фиг.6 - это принципиальная схема, иллюстрирующая пятый режим работы кондиционера в первом осуществлении;

Фиг.7 - это блок-схема, иллюстрирующая процедуру кондиционирования воздуха пассажирского салона;

Фиг.8 - это принципиальная схема, иллюстрирующая весь кондиционер в соответствии со вторым осуществлением;

Фиг.9 - это принципиальная схема, иллюстрирующая первый режим работы кондиционера во втором осуществлении;

Фиг.10 - это принципиальная схема, иллюстрирующая второй режим работы кондиционера во втором осуществлении;

Фиг.11 - это принципиальная схема, иллюстрирующая третий режим работы кондиционера во втором осуществлении;

Фиг.12 - это принципиальная схема, иллюстрирующая четвертый режим работы кондиционера во втором осуществлении; и

Фиг.13 - это принципиальная схема, иллюстрирующая пятый режим работы кондиционера во втором осуществлении.

Способы осуществления изобретения

[Первое осуществление]

Сейчас будет описан кондиционер для автомобиля с гибридным приводом в соответствии с первым воплощением данного изобретения со ссылкой на Фигуры 1-7.

Автомобиль с гибридным приводом включает, в качестве приводных источников, мотор-генератор и двигатель внутреннего сгорания, и переключает приводной источник питания, который должен быть задействован в соответствии с условием движения или требованием к движению. Точнее говоря, автомобиль с гибридным приводом использует только мотор-генератор в качестве приводного источника, или использует только двигатель внутреннего сгорания в качестве приводного источника, или использует как двигатель внутреннего сгорания, так и мотор-генератор в качестве приводного источника.

Описанный выше кондиционер для автомобиля с гибридным приводом представлен с теплоносителем 2, охлаждающим воздух, направляемый в пассажирский салон 1, как это проиллюстрировано на Фиг.1. Охлаждающее устройство 2 - это парокомпрессионный тепловой насос. Охлаждающее устройство 2 включает компрессор 3, сжимающий хладагент; конденсатор 4, охлаждающий хладагент, который был сжат и нагрет с помощью компрессора 3, окружающим воздухом; расширительный клапан 5, который увеличивает в объеме хладагент, охлажденный конденсатором 4; и испаритель 6, осуществляющий теплообмен между хладагентом, который увеличивался в объеме и охлаждался с помощью расширительного клапана 5, и воздухом, направляемым в пассажирский салон 1. В рамках данной конструкции, в вышеописанном кондиционере, когда компрессор 3 в охлаждающем устройстве 2 приводится в действие, чтобы запустить циркуляцию хладагента, низкотемпературный хладагент проходит через испаритель 6, чтобы охладить воздух, направляемый в пассажирский салон 1.

Кондиционер представлен с циркуляционным контуром 8, по которому циркулирует теплоноситель, осуществляющий теплообмен с двигателем внутреннего сгорания 7, и он нагревает воздух, направляемый в пассажирский салон 1, с помощью теплоносителя. Циркуляционный контур 8 включает электрический насос 9 для циркулирующего теплоносителя в циркуляционном контуре 8, и радиатор подогревателя 10, который осуществляет теплообмен между теплоносителем в циркуляционном контуре 8 и воздухом, направляемым в пассажирский салон 1, чтобы нагреть воздух посредством теплоносителя. Циркуляционный контур 8 также включает первый канал 8a, который определяет контур прохождения теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре, через двигатель внутреннего сгорания 7, второй канал 8b, который определяет контур прохождения теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре, в обход двигателя внутреннего сгорания 7, и направляющий гидрораспределитель 11, который меняет канал для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8 на первый канал 8a или на второй канал 8b. При операции переключения направляющего гидрораспределителя 11, либо первый канал 8a, либо второй канал 8b используется в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8. Когда двигатель внутреннего сгорания 7 генерирует тепло во время циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8 через первый канал 8a, теплоноситель получает тепло от двигателя внутреннего сгорания 7, чтобы повысить температуру теплоносителя.

Первый канал 8a включает радиатор 12, который осуществляет теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом, и термостат 13, который запрещает или позволяет прохождение теплоносителя в радиатор 12, основываясь на температуре теплоносителя в первом канале 8а. Термостат 13 запрещает прохождение теплоносителя через радиатор 12, когда температура первого канала 8a меньше, чем предварительно заданная величина. С другой стороны, термостат 13 позволяет прохождение теплоносителя через радиатор 12, когда температура теплоносителя выше или равна предварительно заданной величине. Соответственно, когда температура теплоносителя выше или равна предварительно заданной величине во время циркуляции в циркуляционном контуре 8 через первый канал 8a, теплоноситель принуждается проходить через радиатор 12. Теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом осуществляется в радиаторе 12, и при этом теплоноситель охлаждается. Таким образом, предотвращается избыточное увеличение температуры теплоносителя.

Циркуляционный контур 8 снабжен проходом 14, соединяющим сторону на входе и сторону на выходе радиатора подогревателя 10, и запорный клапан 15, который может закрыть циркуляцию через радиатор подогревателя 10 от циркуляционного контура 8. Запорный клапан 15 выполняет операцию переключения, чтобы позволить теплоносителю селективно протекать или через радиатор подогревателя 10, или через проход 14. Когда теплоноситель принуждается протекать через проход 14 посредством операции переключения запорного клапана 15, теплоноситель не поступает в радиатор подогревателя 10. Таким образом, радиатор подогревателя 10 находится в состоянии отключения от циркуляционного контура 8 для циркуляции теплоносителя. С другой стороны, когда операция переключения запорного клапана 15 выполняется для того, чтобы запретить циркуляцию теплоносителя в проходе 14, теплоноситель принуждается к протеканию через радиатор подогревателя 10. Таким образом, состояние отключения радиатора подогревателя 10 от циркуляционного контура 8 прекращается. Соответственно, когда температура теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре 8, высокая, то состояние отключения радиатора подогревателя 10 от циркуляционного контура 8 прекращается, что вынуждает теплоноситель поступать в радиатор подогревателя 10. Таким образом, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, нагревается за счет теплоносителя.

Регулирование температуры в пассажирском салоне 1 кондиционером осуществляется путем охлаждения воздуха, направляемого в пассажирский салон 1, с помощью испарителя 6 охлаждающего устройства 2, или путем нагрева воздуха с помощью радиатора подогревателя 10 в циркуляционном контуре 8. Температура теплоносителя, проходящего через радиатор подогревателя 10 в циркуляционном контуре 8, возрастает при получении тепла от двигателя внутреннего сгорания 7. Таким образом, воздух, направляемый в салон 1, нагревается за счет использования тепла от двигателя внутреннего сгорания 7. Однко, в автомобиле с гибридным приводом, работа двигателя внутреннего сгорания 7 часто прекращается во время движения из-за использования мотора-генератора. В таких условиях трудно использовать двигатель внутреннего сгорания 7 в качестве источника тепла для регулировки температуры (для кондиционирования воздуха) в пассажирском салоне 1. Поэтому, кондиционер оснащен элементом Пельтье 16 для нагрева теплоносителя в циркуляционном контуре 8, чтобы воздух, направляемый в пассажирский салон 1, нагревался даже при таких условиях, когда трудно использовать двигатель внутреннего сгорания 7 в качестве источника тепла для регулировки температуры в пассажирском салоне 1.

Элемент Пельтье 16 включает участок нагрева 16a для излучения тепла и участок охлаждения 16b для поглощения тепла. Теплоноситель, циркулирующий в циркуляционном контуре 8, нагревается участком нагрева 16a. Когда участок нагрева 16a элемента Пельтье 16 подогревает теплоноситель, тепло передается на участок нагрева 16a от участка охлаждения 16b. Таким образом, в элементе Пельтье 16, тепло более эффективно передается от участка охлаждения 16b на участок нагрева 16a, другими словами, теплоноситель более эффективно нагревается с помощью участка нагрева 16a, поскольку разница температур между участком охлаждения 16b и участком нагрева 16a становится меньше. Теплоноситель, нагреваемый с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16, нагревает воздух, направляемый в пассажирский салон 1, когда проходит через радиатор подогревателя 10. Соответственно, элемент Пельтье 16 способен нагревать воздух, направляемый в пассажирский салон 1, через теплоноситель, учитывая что участок нагрева 16a подогревает теплоноситель в циркуляционном контуре 8.

Кондиционер снабжен контуром теплоносителя 17, по которому циркулирует теплоноситель, осуществляющий теплообмен с участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16. Контур теплоносителя 17 направляет циркулирующий внутри теплоноситель к радиатору 12 циркуляционного контура 8 (первый канал 8a), чтобы осуществить теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом с помощью радиатора 12. Контур теплоносителя 17 содержит общий участок с первым каналом 8a от входа до выхода радиатора 12 в циркуляционном контуре 8. Контур теплоносителя 17 снабжен электрическим насосом 18 для циркуляции теплоносителя в контуре 17. Контур теплоносителя 17 также снабжен распределительным клапаном 19, который запрещает и позволяет проток теплоносителя между участком, представляющим собой участок охлаждения 16b элемента Пельтье 16, и совместно ипользуемым участком первого канала 8a. Прохождение потока теплоносителя запрещается путем закрытия распределительного клапана 19, в то время как открытие распределительного клапана 19 позволяет потоку теплоносителя проходить.

Когда теплоноситель в контуре теплоносителя 17 охлаждается участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16, теплоноситель направляется к радиатору 12 циркуляционного контура 8 (первый канал 8a) путем открытия распределительного клапана 19 и приведения в действие насоса 18, чтобы осуществить теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом. Этот процесс предотвращает избыточное падение температуры теплоносителя в контуре теплоносителя 17. Таким образом, избыточное падение температуры участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16, который осуществляет теплообмен с теплоносителем в контуре теплоносителя 17, также предотвращается. Как описано выше, в элементе Пельтье 16, тепло более эффективно передается от участка охлаждения 16b к участку нагрева 16a, другими словами, теплоноситель в циркуляционном контуре 8 более эффективно нагревается с помощью участка нагрева 16a, поскольку разница температур между участком охлаждения 16b и участком нагрева 16a становится меньше. Поскольку падение температуры участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16 предотвращено, разница температур между участком нагрева 16a и участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16 сокращается, посредством чего участок нагрева 16a элемента Пельтье 16 может эффективно нагревать теплоноситель в циркуляционном контуре 8.

Кондиционер имеет электронное устройство управления 20, установленное на автомобиле с гибридным приводом для управления различными операциями мотора-генератора и двигателя внутреннего сгорания 7. Электронное устройство управления 20 управляет приведением в действие различных устройств в кондиционере, то есть управляет приведением в действие компрессора 3, насоса 9, направляющего гидрораспределителя 11, запорного клапана 15, элемента Пельтье 16, насоса 18, и распределительного клапана 19. Кондиционирование воздуха (регулирование температуры) в пассажирском салоне 1 в автомобиле с гибридным приводом осуществляется путем управления различными устройствами в кондиционере с помощью электронного устройства управления 20. В вышеописанном автомобиле с гибридным приводом, режим работы кондиционера переключается с первого по пятый режим для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне 1.

Режимы работы кондиционера для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне 1 с первого по пятый будут описаны далее отдельно.

[Первый режим работы]

Этот режим работы используется для обогрева пассажирского салона 1, когда автомобиль с гибридным приводом движется только с мотором-генератором, другими словами, когда автомобиль с гибридным приводом едет с отключенным двигателем внутреннего сгорания 7. Когда автомобиль с гибридным приводом едет только с мотором-генератором, нагрев, производимый двигателем внутреннего сгорания 7, досточно мал. Поэтому, сложно использовать двигатель внутреннего сгорания 7 в качестве источника тепла для обогрева пассажирского салона 1 (для повышения температуры в пассажирском салоне 1). Чтобы обогреть пассажирский салон 1 путем нагрева воздуха, направляемого в пассажирский салон 1, в первом режиме работы воздух нагревается с помощью элемента Пельтье 16.

В частности, как показано на Фиг.2, насос 9 в циркуляционном контуре 8 приводится в действие, чтобы заставить циркулировать теплоноситель в циркуляционном контуре 8, и направляющий гидрораспределитель 11 включается для того, чтобы второй канал 8b использовался в качестве канала для циркуляции теплоносителя. Положение отключения радиатора подогревателя 10 от циркуляционного контура 8 компенсируется за счет работы запорного клапана 15, и элемент Пельтье 16 приводится в действие, чтобы нагреть теплоноситель, циркулирующий в циркуляционном контуре 8, участком нагрева 16a элемента Пельтье 16. Таким образом, теплоноситель, нагретый с помощью элемента Пельтье 16, чтобы иметь повышенную температуру, вынуждают протекать через радиатор подогревателя 10. В результате воздух, направляемый в салон 1, нагревается с помощью теплоносителя, и пассажирский салон 1 обогревается с помощью нагретого воздуха, направляемого в пассажирский салон 1.

Когда теплоноситель в циркуляционном контуре 8 нагревается с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16 за счет приведения в действие элемента Пельтье 16, тепло передается от участка охлаждения 16b на участок нагрева 16a элемента Пельтье 16, и таким образом температура участка охлаждения 16b падает. Чтобы предотвратить избыточное падение температуры участка охлаждения 16b, распределительный клапан 19 в контуре теплоносителя 17 открывается, чтобы позволить потоку теплоносителя проходить между участком контура теплоносителя 17, соответствующим участку охлаждения 16b элемента Пельтье 16, и общим участком по первому каналу 8a, и насос 18 приводится в действие. В ходе данного процесса, теплоноситель циркулирует в контуре теплоносителя 17.

Когда теплоноситель в контуре теплоносителя 17 циркулирует, предотвращается избыточное падение температуры теплоносителя за счет теплообмена между теплоносителем и окружающим воздухом во время прохода теплоносителя через радиатор 12, хотя теплоноситель охлаждается с помощью участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16. Поскольку происходит теплообмен между теплоносителем, падение температуры которого предотвращается, как это описано выше, и участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16, также предотвращается избыточное падение температуры участка охлаждения 16b. Соответственно, предотвращается увеличение разницы температур между участком нагрева 16a и участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16 в результате падения температуры участка охлаждения 16b. Таким образом, теплоноситель в циркуляционном контуре 8 эффективно нагревается элементом Пельтье 16.

В первом режиме работы компрессор 3 в охлаждающем устройстве 2 остановлен. Таким образом, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, не охлаждается с помощью охлаждающего устройства 2.

[Второй Режим работы]

Этот режим работы используется, чтобы обогреть пассажирский салон 1, когда автомобиль с гибридным приводом движется, используя как мотор-генератор, так и двигатель внутреннего сгорания 7, или когда автомобиль с гибридным приводом едет только с двигателем внутреннего сгорания 7, то есть, когда автомобиль с гибридным приводом движется с включенным двигателем внутреннего сгорания 7. При вышеуказанном условии, тепло от двигателя внутреннего сгорания 7 увеличивается. Таким образом, двигатель внутреннего сгорания 7 может быть использован в качестве источника тепла для обогрева пассажирского салона 1 (для повышения температуры в пассажирском салоне 1). Чтобы обогреть пассажирский салон 1 путем нагрева воздуха, направляемого в пассажирский салон 1 в первом режиме работы, воздух нагревается за счет использования тепла от двигателя внутреннего сгорания 7.

В частности, как показано на Фиг.3, насос 9 в циркуляционном контуре 8 приводится в действие, чтобы заставить циркулировать теплоноситель в циркуляционном контуре 8, и направляющий гидрораспределитель 11 включается для того, чтобы первый канал 8a использовался в качестве канала для циркуляции теплоносителя. Положение отключения радиатора подогревателя 10 от циркуляционного контура 8 устраняется за счет работы запорного клапана 15. Таким образом, теплоноситель, чья температура повышается за счет тепла от двигателя внутреннего сгорания 7, проходит через радиатор подогревателя 10. В результате воздух, направляемый в пассажирский салон 1, нагревается теплоносителем, и пассажирский салон 1 обогревается нагретым воздухом, направляемым в пассажирский салон 1.

Когда температура теплоносителя, проходящего через первый канал 8а, выше или равна предварительно заданной величине благодаря повышению температуры теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре 8, что вызвано нагревом от двигателя внутреннего сгорания 7, термостат 13 позволяет теплоносителю проходить через радиатор 12. В результате теплоноситель, циркулирующий в циркуляционном контуре 8, проходит через радиатор 12. Поскольку теплоноситель, проходящий через радиатор 12, охлаждается окружающим воздухом, избыточное повышение температуры теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре 8 предотвращается.

Во втором режиме работы элемент Пельтье 16 отключен. Таким образом, теплоноситель, циркулирующий в циркуляционном контуре 8, не нагревается участком нагрева 16a элемента Пельтье 16. Кроме того, во втором режиме работы компрессор 3 в охлаждающем устройстве 2 остановлен. Таким образом, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, не охлаждается с помощью охлаждающего устройства 2.

[Третий Режим работы]

Этот режим работы используется для охлаждения пассажирского салона 1. В частности, как показано на Фиг.4, компрессор 3 охлаждающего устройства 2 приводится в действие, чтобы заставить циркулировать хладагент в охлаждающем устройстве 2. За счет этого низкотемпературный хладагент проходит через испаритель 6 таким образом, что воздух, направляемый в пассажирский салон 1, охлаждается с помощью хладагента. Пассажирский салон 1 охлаждается за счет направления воздуха, охлажденного, как это указано выше, в пассажирский салон 1.

В третьем режиме работы, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, не нагревается. Таким образом, нет необходимости нагревать теплоноситель в циркуляционном контуре 8 с помощью элемента Пельтье 16. Соответственно, элемент Пельтье 16 отключен. Когда автомобиль с гибридным приводом движется только с мотором-генератором, работа насоса 9 в циркуляционном контуре 8 прекращается, чтобы остановить циркуляцию теплоносителя в контуре 8.

С другой стороны, когда автомобиль с гибридным приводом движется, используя как мотор-генератор, так и двигатель внутреннего сгорания 7, или когда автомобиль с гибридным приводом движется только с двигателем внутреннего сгорания 7, двигатель внутреннего сгорания 7 должен охлаждаться, чтобы предотвратить избыточное повышение температуры двигателя внутреннего сгорания 7. Таким образом, насос 9 в циркуляционном контуре 8 приводится в действие, чтобы заставить циркулировать теплоноситель в циркуляционном контуре 8, и направляющий гидрораспределитель 11 переключается, чтобы первый канал 8a использовался в качестве канала для циркуляции теплоносителя. В этом случае, радиатор подогревателя 10 находится в положении отключения по отношению к циркуляционному контуру 8 за счет переключения запорного клапана 15, чтобы не позволить высокотемпературному теплоносителю, циркулирующему в циркуляционном контуре 8, пройти через радиатор подогревателя 10.

[Четвертый Режим работы]

Этот режим работы используется, чтобы осушить и нагреть пассажирский салон 1, когда автомобиль с гибридным приводом движется только с мотором-генератором, другими словами, когда автомобиль с гибридным приводом движется с выключенным двигателем внутреннего сгорания 7. В частности, как показано на Фиг.5, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, нагревается как в первом режиме работы (Фиг.2), и воздух, направляемый в пассажирский салон 1, охлаждается как в третьем режиме работы (Фиг.4). В результате воздух, направляемый в пассажирский салон 1, нагревается с помощью радиатора подогревателя 10, и, в этом положении, осушается с помощью испарителя 6. В рамках этого процесса температура воздуха повышается, и влажность воздуха уменьшается. Пассажирский салон 1 осушается и обогревается путем направления воздуха, как это описано выше, в пассажирский салон 1.

[Пятый Режим работы]

Этот режим работы используется, чтобы осушить и обогреть пассажирский салон 1, когда автомобиль с гибридным приводом движется, используя как мотор -генератор, так и двигатель внутреннего сгорания 7, или когда автомобиль с гибридным приводом движется только с двигателем внутреннего сгорания 7, то есть, когда автомобиль с гибридным приводом движется с включенным двигателем внутреннего сгорания 7. В частности, как показано на Фиг.6, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, нагревается, как во втором режиме работы (Фиг.3), и воздух, направляемый в пассажирский салон 1, охлаждается, как в третьем режиме работы (Фиг.4). Таким образом, пассажирский салон 1 осушается и обогревается, как и в четвертом режиме работы.

Процедура кондиционирования воздуха (регулирование температуры) в пассажирском салоне 1 будет сейчас описана со ссылкой на блок-схему на Фиг.7, показывающую последовательность команд для кондиционирования воздуха. Например, последовательность команд для кондиционирования воздуха периодически осуществляется посредством сигнала прерывания через предварительно заданный интервал времени от электронного устройства управления 20.

В этой последовательности команд, режим работы кондиционера меняется в диапазоне от первого до пятого режима работы в соответствии с различными запросами, такими как запрос на охлаждение пассажирского салона 1, запрос на обогрев пассажирского салона 1, и запрос на осушение пассажирского салона 1. Выдается или нет запрос на охлаждение или обогрев пассажирского салона 1, может быть определено на основе фактической температуры в пассажирском салоне 1, и целевая температура в пассажирском салоне устанавливается лицом, находящимся в салоне. Выдается или нет запрос на осушение пассажирского салона 1, может быть определено на основании положения переключателя, регулирующего осушение, которое задается лицом, находящимся в салоне.

В ходе кондиционирования воздуха, когда отдан запрос на охлаждение пассажирского салона 1, (S101: False), кондиционер переключается в третий режим работы, чтобы охладить пассажирский салон 1 (S110).

С другой стороны, когда определяется, что запрос на охлаждение пассажирского салона 1 не делался в S101, то определяется, был ли отдан запрос на обогрев пассажирского салона 1 (S102). Если ответ положительный, то определяется, действительно ли автомобиль с гибридным приводом движется только с мотором-генератором, то есть, действительно ли трудно обогреть пассажирский салон 1, используя тепло от двигателя внутреннего сгорания 7 (S103). Когда в S103 получен положительный ответ, определяется, отдавался ли запрос на осушение пассажирского салона 1 (S104). Когда утверждение в S104 оказывается истинным "true", кондиционер работает в первом режиме работы, чтобы обогреть пассажирский салон 1 (S105). Когда утверждение в S104 оказывается ложным "false", кондиционер работает в четвертом режима работы, чтобы осушить и обогреть пассажирский салон 1 (S106). Когда кондиционер функционирует в первом режиме работы или в четвертом режиме работы, электронное устройство управления 20 и направляющий гидрораспределитель 11 функционируют как блок управления, ответственный за переключение канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8 на второй канал 8b, и для разрешения участку нагрева 16a элемента Пельтье 16 выполнить обогрев.

Когда ответ на вопрос в S103 отрицателен, то есть, когда определяется, что автомобиль с гибридным приводом движется не только с мотором-генератором, но используя как мотор-генератор, так и двигатель внутреннего сгорания 7, или используя только двигатель внутреннего сгорания 7, определяется, отдавался или нет запрос на осушение пассажирского салона 1 (S107). Когда утверждение в S107 оказывается истинным, кондиционер работает во втором режиме работы, чтобы обогреть пассажирский салон 1 (S108). Когда утверждение в S107 оказывается ложным, кондиционер работает в пятом режиме работы, чтобы осушить и обогреть пассажирский салон 1 (S109). Когда кондиционер функционирует во втором режиме работы или в пятом режиме работы, электронное устройство управления 20 и направляющий гидрораспределитель 11 функционируют в качестве контрольного блока для изменения канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8 на первый канал 8a, и для разрешения участку нагрева 16a элемента Пельтье 16 выполнить обогрев.

Как описано выше, данное осуществление изобретения имеет следующие преимущества.

(1) Когда воздух, направляемый в пассажирский салон 1, охлаждается с целью регулирования температуры (кондиционирования воздуха) в пассажирском салоне 1, воздух охлаждается с помощью охлаждающего устройства 2, которое представляет собой парокомпрессионную теплонасосную установку. Когда воздух, направляемый в пассажирский салон 1, нагревается с целью регулировки температуры (кондиционирования воздуха) в пассажирском салоне 1, воздух может нагреваться за счет использования тепла от двигателя внутреннего сгорания 7, или за счет использования элемента Пельтье 16. Поскольку охлаждающее устройство, установленное в традиционном кондиционере, может быть использовано в качестве охлаждающего устройства 2, удается избежать значительных изменений в конструкции кондиционера. И даже при таких условиях, когда сложно использовать двигатель внутреннего сгорания 7 в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне 1, как происходит, например, в том случае, когда автомобиль с гибридным приводом движется, используя только мотор-генератор, кондиционирование воздуха в пассажирском салоне может осуществляться (пассажирский салон может быть обогрет), поскольку воздух, направляемый в пассажирский салон 1, может обогреваться с помощью элемента Пельтье 16. Соответственно, кондиционирование воздуха в пассажирском салоне может осуществляться и без внесения значительных изменений в конструкцию автомобиля, когда трудно использовать двигатель внутреннего сгорания 7 в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне.

(2) Образование циркуляционного контура (соответствующего циркуляционному контуру 8 в данном осуществлении изобретения) для циркуляции теплоносителя, осуществляющего теплообмен с двигателем внутреннего сгорания 7, и использование тепла, поставляемого теплоносителем в циркуляционном контуре, для воздуха, направляемого в пассажирский салон 1, использовалось в обычных кондиционерах. В кондиционере, в соответствии с данным осуществлением изобретения, теплоноситель в циркуляционном контуре 8 нагревается с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16. Таким образом, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, нагревается с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16 посредством теплоносителя. В этом случае, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, может быть обогрет с помощью элемента Пельтье 16, используя циркуляционный контур, представленный в традиционном кондиционере Соответственно, удалось избежать внесения значительных изменений в конструкцию данного кондиционера по сравнению с обычным кондиционером. Когда двигатель внутреннего сгорания 7 генерирует тепло, поскольку автомобиль с гибридным приводом движется, используя как мотор-генератор, так и двигатель внутреннего сгорания 7, или используя только двигатель внутреннего сгорания 7, тепло может быть аккумулировано с помощью теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре 8, и может быть использовано для кондиционирования воздуха в пассажирском салоне 1 (для обогрева пассажирского салона 1).

(3) Циркуляционный контур 8 включает первый канал 8a, который позволяет теплоносителю в контуре проходить через двигатель внутреннего сгорания 7, и второй канал 8b, который позволяет теплоносителю проходить в обход двигателя внутреннего сгорания 7. Либо первый канал 8a, либо второй канал 8b используются в качестве канала для циркуляции теплоносителя. В этом случае, второй канал 8b может быть выбран в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8, когда тепло, выделяемое двигателем внутреннего сгорания 7, оказывается небольшим. С другой стороны, первый канал 8a может быть выбран, когда тепло, выделяемое двигателем внутреннего сгорания 7, оказывается значительным.

В частности, когда пассажирский салон 1 обогревается в случае, когда автомобиль с гибридным приводом движется с выключенным двигателем внутреннего сгорания 7 (когда двигатель внутреннего сгорания 7 выделяет лишь небольшое количество тепла), канал для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8 меняется на второй канал 8b с помощью электронного устройства управления 20 и направляющего гидрораспределителя 11. В дополнение, в этом случае нагревается участок нагрева 16a элемента Пельтье 16, и теплоноситель в циркуляционном контуре 8 нагревается с помощью участка нагрева 16a. Когда пассажирский салон 1 обогревается в случае, когда автомобиль с гибридным приводом движется при включенном двигателе внутреннего сгорания 7 (при этом большое количество тепла выделяется двигателем внутреннего сгорания 7), канал для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8 изменяется на первый канал 8a с помощью электронного устройства управления 20 и направляющего гидрораспределителя 11. Кроме того, в этом случае останавливается операция подогрева участка нагрева 16a элемента Пельтье 16. Таким образом, прекращается процесс обогрева теплоносителя в циркуляционном контуре 8 с помощью участка нагрева 16a.

Поскольку второй канал 8b выбирается в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8 в том случае, когда пассажирский салон 1 обогревается во время движения автомобиля с гибридным приводом с выключенным двигателем внутреннего сгорания 7, то предотвращается отбор тепла теплоносителя, который нагревается за счет участка нагрева 16a элемента Пельтье 16, двигателем внутреннего сгорания 7. Соответственно, теплоноситель эффективно нагревается с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16. Поскольку первый канал 8a выбирается в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре 8 в том случае, когда пассажирский салон 1 обогревается во время движения автомобиля с гибридным приводом с включенным двигателем внутреннего сгорания 7, теплоноситель может нагреваться с помощью двигателя внутреннего сгорания 7, при этом она не нагревается с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16. Соответственно, операция обогрева участка нагрева 16a элемента Пельтье 16 может быть остановлена. Таким образом, удается избежать ненужной работы элемента Пельтье 16.

(4) Контур теплоносителя 17 позволяет теплоносителю, который осуществляет теплообмен с участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16, циркулировать, и направляет теплоноситель к радиатору 12 в циркуляционном контуре 8 для осуществления теплообмена между теплоносителем и окружающим воздухом с помощью радиатора 12. Вышеописанный теплообмен предотвращает избыточное падение температуры теплоносителя в контуре теплоносителя 17, и, более того, предотвращает избыточное падение температуры участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16, который осуществляет теплообмен с теплоносителем. В элементе Пельтье 16, тепло может более эффективно передаваться от участка охлаждения 16b к участку нагрева 16a, другими словами, теплоноситель в циркуляционном контуре 8 может более эффективно нагреваться с помощью участка нагрева 16a, поскольку разница температур между участком охлаждения 16b и участком нагрева 16a становится меньше. Поскольку, как описано выше, предотвращается падение температуры участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16, то разница температур между участком нагрева 16a и участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16 сокращается, и при этом участок нагрева элемента Пельтье 16 может эффективно нагревать теплоноситель.

[Второе осуществление изобретения]

Второе осуществление изобретения будет описано со ссылкой на Фигуры 8-13.

Как показано на Фиг.8, контур теплоносителя 17 в кондиционере, в соответствии с данным осуществлением изобретения, отличается от соответствующего контура первого осуществления изобретения. Контур теплоносителя 17 представлен независимо от циркуляционного контура 8. Контур теплоносителя 17 охлаждает различные электрические устройства, такие как мотор-генератор 21 и электронное устройство 22, включающее инвертор. Мотор-генератор 21 функционирует в качестве приводного источника автомобиля с гибридным приводом, и он управляется электронным устройством управления 20. Контур теплоносителя 17 включает теплообменник 23, который осуществляет теплообмен между теплоносителем, циркулирующим в контуре, и окружающим воздухом.

Будут описаны также и другие отличия от первого осуществления изобретения с первого по пятый режим работы. С первого по пятый режимы работы показаны на Фигурах 9-13. Как следует понимать из данных чертежей, теплоноситель в контуре теплоносителя 17 циркулирует за счет работы насоса 18 в любом режиме работы с первого по пятый. Таким образом, различные электрические устройства, такие как мотор-генератор 21, и электрическое устройство 22, включающее инвертор, в автомобиле с гибридным приводом, охлаждаются посредством теплоносителя в контуре теплоносителя 17.

В первом режиме работы (Фиг.9) и в четвертом режиме работы (Фиг.12), тепло передается от участка охлаждения 16b на участок нагрева 16a, другими словами, теплоноситель в циркуляционном контуре 8 нагревается с помощью участка нагрева 16a при работающем элементе Пельтье 16. В этом случае, температура снижается в участке охлаждения 16b элемента Пельтье 16. Теплоноситель, имеющий пониженную температуру за счет теплообмена между участком охлаждения 16b и теплоносителем в контуре теплоносителя 17, используется для охлаждения электрических устройств (мотора-генератора 21, электронного устройства 22). С другой стороны, теплоноситель, циркулирующий в контуре теплоносителя 17, получает тепло от электрических устройств, и поэтому удается предотвратить избыточное падение температуры теплоносителя.

Данное осуществление изобретения обладает описанными ниже преимуществами.

(5) Даже если теплоноситель в контуре теплоносителя 17 охлаждается с помощью участка охлаждения 16b за счет падения температуры участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16 в первом режиме работы и в четвертом режиме работы кондиционера, удается предотвратить избыточное падение температуры теплоносителя, поскольку теплоноситель получает тепло от электрических устройств. Таким образом, избыточное падение температуры участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, также удается предотвратить. Разница температур между участком нагрева 16a и участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16 сокращается за счет предотвращения падения температуры участка охлаждения 16b, и при этом теплоноситель эффективно нагревается с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16.

(6) Когда падение температуры теплоносителя в контуре теплоносителя 17 не удается предотвратить только за счет тепла от электрических устройств при том условии, что теплоноситель в контуре теплоносителя 17 охлаждается за счет участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16, то избыточное падение температуры теплоносителя удается предотвратить за счет теплообмена между теплоносителем и окружающим воздухом в теплообменнике 23 в контуре теплоносителя 17. Таким образом, избыточное падение температуры участка охлаждения 16b элемента Пельтье 16, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, также удается предотвратить. Даже в случае, когда падение температуры теплоносителя в контуре теплоносителя 17 не может быть предотвращено только за счет тепла от электрических устройств, разница температуры между участком нагрева 16a и участком охлаждения 16b элемента Пельтье 16 сокращается, в результате чего теплоноситель в циркуляционном контуре 8 эффективно нагревается с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16.

[Другие осуществления изобретения]

Соответствующие вышеописанные осуществления изобретения могут быть модифицированы, как это описано ниже.

В первом и втором осуществлениях изобретения, теплоноситель в циркуляционном контуре 8 может быть дополнительно нагрета за счет элемента Пельтье 16 во втором режиме работы или в пятом режиме работы.

В первом и втором осуществлениях изобретения, второй канал 8b и направляющий гидрораспределитель 11 в циркуляционном контуре 8 могут быть удалены, чтобы теплоноситель, циркулирующий в циркуляционном контуре 8, всегда проходила через двигатель внутреннего сгорания 7.

В первом и втором осуществлениях изобретения, участок охлаждения 16b элемента Пельтье 16 не всегда должен осуществлять теплообмен с теплоносителем в контуре теплоносителя 17.

В первом и втором осуществлениях изобретения, воздух, направляемый в пассажирский салон 1, может быть напрямую нагрет с помощью участка нагрева 16a элемента Пельтье 16.

Описание цифровых позиций

1 Пассажирский салон

2 Охлаждающее устройство

3 Компрессор

4 Конденсатор

5 Расширительный клапан

6 Испаритель

7 Двигатель внутреннего сгорания

8 Циркуляцинный контур

8a Первый канал

8b Второй канал

9 Насос

10 Радиатор подогревателя

11 Направляющий гидрораспределитель

12 Радиатор

13 Термостат

14 Проход

15 Запорный клапан

16 Элемент Пельтье

16a Участок нагрева

16b Участок охлаждения

17 Контур теплоносителя

18 Насос

19 Распределительный (контрольный) клапан

20 Электронное устройство управления

21 Мотор-генератор

22 Электронное устройство

23 Теплообменник

Изобретение относится к автомобильным кондиционерам. Кондиционер включает охлаждающее устройство, которое охлаждает воздух, направляемый в пассажирский салон (1), элемент Пельтье, который нагревает воздух, циркуляционный контур, устройство управления. Нагрев воздуха может осуществляться за счет использования тепла двигателя внутреннего сгорания (7) или за счет использования элемента Пельтье (16). Воздух, направляемый в пассажирский салон (1), может быть нагрет посредством элемента Пельтье (16) таким образом, что пассажирский салон (1) может кондиционироваться (обогреваться), даже когда трудно использовать двигатель внутреннего сгорания (7) в качестве источника тепла для кондиционирования воздуха пассажирского салона (1) и когда автомобиль движется исключительно с использованием мотора-генератора. Достигается улучшение кондиционирования салона. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Автомобильный кондиционер для регулирования температуры в пассажирском салоне путем охлаждения или нагрева воздуха, направляемого в пассажирский салон, включающий:
охлаждающее устройство, которое охлаждает воздух, направляемый в пассажирский салон;
элемент Пельтье, который нагревает воздух, направляемый в пассажирский салон;
циркуляционный контур, в котором циркулирует теплоноситель, осуществляющий теплообмен с двигателем внутреннего сгорания, установленным в автомобиле, и в котором нагревается воздух, направляемый в пассажирский салон посредством этого теплоносителя; и
устройство управления, в котором
элемент Пельтье включает участок нагрева, который нагревает теплоноситель в циркуляционном контуре, при этом элемент Пельтье нагревает воздух, направляемый в пассажирский салон, путем операции нагрева, производимой этим участком нагрева,
циркуляционный контур включает первый канал, который позволяет теплоносителю, циркулирующему в циркуляционном контуре, проходить через двигатель внутреннего сгорания, и второй канал, который позволяет теплоносителю проходить в обход двигателя внутреннего сгорания, либо первый канал, либо второй канал используется в качестве канала для циркуляции теплоносителя,
когда пассажирский салон обогревается при движении автомобиля с выключенным двигателем внутреннего сгорания, устройство управления переключает канал для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре на второй канал и вызывает подогрев участка нагрева элемента Пельтье, и
когда пассажирский салон обогревается при движении автомобиля с включенным двигателем внутреннего сгорания, блок управления переключает канал для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре на первый канал и останавливает операцию подогрева участка нагрева элемента Пельтье.

2. Автомобильный кондиционер по п.1, где циркуляционный контур включает радиатор, при этом, когда температура теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре, больше или равна предварительно заданной величине, радиатор позволяет данному теплоносителю проходить внутри, чтобы выполнить теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом, элемент Пельтье включает участок охлаждения, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, циркулирующим в контуре теплоносителя, и при этом, когда двигатель внутреннего сгорания выключен и осуществляется операция подогрева участка нагрева элемента Пельтье, контур теплоносителя направляет циркулирующий теплоноситель в радиатор и осуществляет теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом у радиатора.

3. Автомобильный кондиционер по п.1, где элемент Пельтье включает участок охлаждения, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, циркулирующим в контуре теплоносителя, и контур теплоносителя охлаждает электрическое устройство, установленное в автомобиле, посредством теплоносителя, циркулирующего в нем.

4. Автомобильный кондиционер по п.3, где контур теплоносителя включает теплообменник, что дает возможность теплоносителю, циркулирующему в контуре теплоносителя, поступать в этот теплообменник, осуществляя таким образом теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом.

5. Автомобильный кондиционер для регулирования температуры в пассажирском салоне путем охлаждения или нагрева воздуха, направляемого в пассажирский салон, включающий:
охлаждающее устройство, которое охлаждает воздух, направляемый в пассажирский салон;
элемент Пельтье, который нагревает воздух, направляемый в пассажирский салон; и
циркуляционный контур, в котором циркулирует теплоноситель, осуществляющий теплообмен с двигателем внутреннего сгорания, установленным в автомобиле, и в котором нагревается воздух, направляемый в пассажирский салон посредством этого теплоносителя, в котором элемент Пельтье включает участок нагрева, который нагревает теплоноситель в циркуляционном контуре, при этом элемент Пельтье нагревает воздух, направляемый в пассажирский салон, путем операции нагрева, производимой этим участком нагрева,
циркуляционный контур включает первый канал, который позволяет теплоносителю, циркулирующему в циркуляционном контуре, проходить через двигатель внутреннего сгорания, и второй канал, который позволяет теплоносителю проходить в обход двигателя внутреннего сгорания, либо первый канал, либо второй канал используется в качестве канала для циркуляции теплоносителя,
когда двигатель внутреннего сгорания генерирует небольшое количество тепла, второй канал выбирается в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре, чтобы нагреть теплоноситель участком нагрева элемента Пельтье, и
когда двигатель внутреннего сгорания генерирует большое количество тепла, первый канал выбирается в качестве канала для циркуляции теплоносителя в циркуляционном контуре, чтобы нагреть теплоноситель с помощью двигателя внутреннего сгорания.

6. Автомобильный кондиционер по п.5, где циркуляционный контур включает радиатор, при этом, когда температура теплоносителя, циркулирующего в циркуляционном контуре, больше или равна предварительно заданной величине, радиатор позволяет данному теплоносителю проходить внутри, чтобы выполнить теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом, элемент Пельтье включает участок охлаждения, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, циркулирующим в контуре теплоносителя, и при этом, когда двигатель внутреннего сгорания выключен и осуществляется операция подогрева участка нагрева элемента Пельтье, контур теплоносителя направляет циркулирующий теплоноситель в радиатор и осуществляет теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом у радиатора.

7. Автомобильный кондиционер по п.5, где элемент Пельтье включает участок охлаждения, который осуществляет теплообмен с теплоносителем, циркулирующим в контуре теплоносителя, и контур теплоносителя охлаждает электрическое устройство, установленное в автомобиле, посредством теплоносителя, циркулирующего в нем.

8. Автомобильный кондиционер по п.7, где контур теплоносителя включает теплообменник, что дает возможность теплоносителю, циркулирующему в контуре теплоносителя, поступать в этот теплообменник, осуществляя таким образом теплообмен между теплоносителем и окружающим воздухом.