-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Adsorptionskühlvorrichtung, und insbesondere eine Adsorptionskühlvorrichtung, die zur Anwendung in Klimaanlagen bestimmt ist.
-
Die Anmelderin hat eine Anmeldung betreffend eine Adsorptionskühlvorrichtung getätigt, die zumindest vier Adsorptionseinrichtungen enthält (offengelegte japanische Patentanmeldung
JP H09-303 900 A , auf welche hiermit Bezug genommen wird, und die zum Inhalt vorliegender Anmeldung erklärt wird). Diese bekannte Vorrichtung hat jedoch Verbesserungsbedarf bezüglich ihrer Steuerung.
-
DE 199 61 629 A1 beschreibt eine Adsorptionswärmepumpe mit einem Adsorber und einem Desorber, sowie einem Kondensator und einem Verdampfer, die über einen Kältemittelkreis miteinander verbunden sind, und ein Wärmeträgerkreis des Kondensators mit einem Wärmeverbraucher und der Wärmeträgerzweig des Verdampfers mit einem Umgebungs-Wärmetauscher verbunden ist.
-
DE 196 44 938 A1 zeigt eine Adsorptionskältemaschine mit zwei Kammern, in denen abwechselnd ein Kältemittel verdampft und adsorbiert wird, oder desorbiert und kondensiert wird.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Adsorptionskühlvorrichtung zu schaffen, die problemlos steuerbar ist.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die vorliegende Erfindung schafft demnach eine Adsorptionskühlvorrichtung, welche vier Adsorptionseinrichtungen enthält, insbesondere erste, zweite, dritte und vierte Adsorptionseinrichtungen. Diese Einrichtungen sind mit Kühlmittel gefüllt und enthalten Adsorptionsmittel, welche verdampftes Kühlmittel adsorbieren und das adsorbierte Kühlmittel während des Heizvorgangs desorbieren. Adsorptionskerne stellen einen Wärmetausch zwischen den Adsorptionsmitteln und dem Heiz- bzw. Wärmemedium bereit und Verdampfungs- und Kondensationskerne stellen einen Wärmetausch zwischen dem Heizmedium und dem Kühlmittel bereit.
-
Eine Kühleinrichtung, in welcher Heizmedium in den Verdampfungs- und Kondensationskernen gekühlt wird, wird umgewälzt und kühlt den zu kühlenden Gegenstand. Eine Heizeinrichtung führt ein Hochtemperaturheizmedium den ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen zu. Eine Kühleinrichtung führt ein Niedrigtemperaturheizmedium, welches eine Temperatur aufweist, die niedriger ist als diejenige des Hochtemperaturheizmediums, den ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen zu. Eine Schalt- bzw. Umschaltsteuereinrichtung ist vorgesehen, welche zwischen mehreren Zuständen umschaltet. In einem ersten Zustand (I) wird Heizmedium zwischen der Kühleinrichtung und den Verdampfungs- und Kondensationskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu dem Adsorptionskern der ersten Adsorptionseinrichtung umgewälzt und Heizmedium, welches die Kühleinrichtung verlässt, wird zu dem Adsorptionskern der zweiten Adsorptionseinrichtung umgewälzt. Das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. In einem zweiten Zustand (II) wird Heizmedium zwischen der Kühleinrichtung und den Verdampfungs- und Kondensationskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. Das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt, und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. In einem dritten Zustand (III) wird das Niedrigtemperaturheizmedium den Einlassöffnungen der Verdampfungs- und Kondensationskerne der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen zugeführt und das Hochtemperaturheizmedium wird den Einlassoffnungen der Adsorptionskerne der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen zugeführt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird den Einlassöffnungen der Adsorptionskerne der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen zugeführt und Heizmedium, welches die Kühleinrichtung verlässt, wird den Verdampfungs- und Kondensationskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen zugeführt. In einem vierten Zustand (IV) wird das Niedrigtemperaturheizmedium den Verdampfungs- und Kondensationskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt, und das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt, und wenn die Verdampfungs- und Kondensationskerne der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen mit Heizmedium gefüllt waren, welches die Kühleinrichtung verlasst, ist die Umwälzung dieses Heizmediums beendet. In einem fünften Zustand (V) wird ein Heizmedium zwischen der Kühleinrichtung und den Verdampfungs- und Kondensationskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt, das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu dem Adsorptionskern der dritten Adsorptionseinrichtung umgewälzt und das Heizmedium, welches die Kühleinrichtung verlasst, wird zu dem Adsorptionskern der vierten Adsorptionseinrichtung umgewälzt. Das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. In einem sechsten Zustand (VI) wird ein Heizmedium zwischen der Kühleinrichtung und den Verdampfungs- und Kondensationskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. Das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. In einem siebten Zustand (VII) wird das Niedrigtemperaturheizmedium den Verdampfungs- und Kondensationskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt und das Hochtemperaturheizmedium wird den Einlassöffnungen der Adsorptionskerne der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen zugeführt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird den Einlassöffnungen der Adsorptionskerne der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen zugeführt und Heizmedium, welches die Heizeinrichtung verlässt, wird den Verdampfungs- und Kondensationskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen zugeführt. In einem achten Zustand (VIII) wird das Niedrigtemperaturheizmedium zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt, und das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen umgewälzt, und wenn die Verdampfungs- und Kondensationskerne der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen mit Heizmedium gefüllt wurden, welches die Kühleinrichtung verlässt, ist die Umwälzung dieses Heizmediums beendet. Die Schaltsteuereinrichtung besitzt deshalb ein erstes Schaltsteuermuster, in welchem die Zustände in der folgenden Abfolge umgeschaltet werden: Erster Zustand (I) → zweiter Zustand (II) → dritter Zustand (III) → vierter Zustand (IV) → fünfter Zustand (V) → siebter Zustand (VII) → achter Zustand (VIII) → erster Zustand (I).
-
Infolge hiervon wird Heizmedium, welches aus der Kühleinrichtung strömt, welches die Adsorptionskerne in den ersten und fünften Zuständen abgekühlt hat, den Verdampfungs- und Kondensationskernen zugeführt, die dem Adsorptionsprozeß unterliegen, ohne den Adsorptionskernen in den zweiten und sechsten Zuständen zugeführt zu werden. Aus diesem Grund kann die Zufuhr von Heizmedium, welches erhitzt wurde, während die Adsorptionskerne abkühlen, zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen verhindert werden, die dem Adsorptionsprozeß in der nächsten Stufe unterliegen. Das Heizen der Verdampfungs- und Kondensationskerne, die dem Adsorptionsprozeß in der nächsten Stufe unterliegen, kann dadurch im vornherein unterbunden werden. Infolge hiervon ist es möglich, den Verlust von Kühlkapazität bzw. Kühlvermögen der Adsorptionskühlvorrichtung zu verhindern. Die Ausfluß- bzw. Ausströmungstemperaturschwankung wird außerdem durch die Zwei-Stufen-Adsorptionseinrichtungen verringert. Durch Schalten der Ventile wird außerdem Wasserschlagen verhindert.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Schaltsteuereinrichtung ein zweites Schaltsteuermuster auf, in welchem die Zustände in der folgenden Abfolge umgeschaltet werden: Vierter Zustand (IV) → siebter Zustand (VII) → achter Zustand (VIII) → dritter Zustand (III) → vierter Zustand (IV).
-
Wenn infolge hiervon das zweite Steuermuster implementiert wird, wenn eine große Kühlkapazität erforderlich ist, kann die Kühlkapazität von zwei Adsorptionseinrichtungen den Kühleinrichtungen entnommen werden und der Leistungskoeffizient bzw. Wirkungsgrad der Adsorptionskühleinrichtung kann erhöht werden.
-
Gemaß einem weiteren Aspekt schaltet die Schaltsteuereinrichtung die Zustände in der folgenden Abfolge um: Erster Zustand (I) → dritter Zustand (III) → vierter Zustand (IV) → fünfter Zustand (V) → siebter Zustand (VII) → achter Zustand (VIII) → erster Zustand (I), wenn die Betriebs-Betätigungszeit der ersten und fünften Zustände verlängert ist.
-
Wenn infolge hiervon die ersten und fünften Zustände verlängert sind, wird der kalorische Wert der Adsorptionsmittel, die in den Adsorptionseinrichtungen angeordnet sind, erniedrigt. Aus diesem Grund kann der Übergang vom ersten Zustand zum fünften Zustand oder der Übergang vom fünften Zustand zum ersten Zustand rasch durchgeführt werden, ohne die zweiten und sechsten Zustände zu implementieren. Die Zeitdauer, in welcher die Adsorptionskühlvorrichtung die Kühlkapazität bereitstellt, kann verlängert werden, wodurch der Wirkungsgrad der Adsorptionskühlvorrichtung erhöht ist.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Durchsatz des Heizmediums, welches den Verdampfungs- und Kondensationskernen im dritten Zustand (III) oder im siebten Zustand (VII) zugeführt wird, größer als der Durchsatz des Heizmediums, welches den Verdampfungs- und Kondensationskernen im ersten Zustand (I) oder im fünften Zustand (V) zugeführt wird. Infolge hiervon kann der Betriebs- bzw. Betätigungszeit des dritten Zustands (III) oder des siebten Zustands (VII) verkürzt werden. Die Zeitdauer, während welcher die Adsorptionskühlvorrichtung Kühlkapazität bereitstellt, kann damit verlängert werden und der Kühlwirkungsgrad und der Leistungskoeffizient der Adsorptionskühlvorrichtung können erhöht werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt steuert die Schaltsteuereinrichtung den Heizmediumdurchsatz bzw. die Heizmediumströmung durch Steuern der Ventile, die das Heizmedium umschalten und die Strömungspumpen, die den Heizmediumfluß umwälzen. Wenn die Ventile geschaltet werden, steuert die Schaltsteuereinrichtung die Pumpen so, dass das Umwalzen des Heizmediums zu den geschalteten Ventilen beendet wird. Infolge hiervon kann eine große Kraft, erzeugt durch Wasserstoß (Wasserschlagen) auf die Ventile verhindert werden, wenn diese geschaltet bzw. umgeschaltet werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Rückschlagventil in dem Heizmediumkanal angeordnet, durch welches Heizmedium strömt, und zwar in einer Position, in welcher Heizmedium ausschließlich in einer Richtung strömt. Infolge hiervon kann ein Rückströmen von Heizmedium, welches durch den Pumpendruck hineingeschoben bzw. gedrückt wurde, selbst dann verhindert werden, wenn die Pumpen gestoppt sind. Der Austausch von Heizmedium kann dadurch rasch und exakt durchgeführt werden, und die Adsorptionskühlvorrichtung vermag ihre Kapazität in vollem Umfang bereitzustellen.
-
Weitere Felder der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung. Es wird bemerkt, dass es sich bei der detaillierten Beschreibung um spezielle Beispiele handelt, die, während sie bevorzugt Ausführungsformen der Erfindung betreffen, ausschließlich zu Darstellungszwecken wiedergegeben sind, und zahlreichen Abwandlungen und Modifikationen im Umfang der Erfindung zugänglich sind, wie sich dem Fachmann aus einem Studium der detaillierten Beschreibung erschließt. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
-
2 eine schematische Ansicht des ersten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
3 eine schematische Ansicht des zweiten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
4 eine schematische Ansicht des dritten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
5 eine schematische Ansicht des vierten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
6 eine schematische Ansicht des fünften Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
7 eine schematische Ansicht des sechsten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
8 eine schematische Ansicht des siebten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemaß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
9 eine schematische Ansicht des achten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
10 schematisch den Betrieb der Auswahlventile und der ersten Pumpe der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung,
-
11 eine schematische Ansicht der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
12 eine schematische Ansicht eines ersten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
13 eine schematische Ansicht eines zweiten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
14 eine schematische Ansicht eines dritten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
15 eine schematische Ansicht eines vierten Zustands der Adsorptionskuhlvorrichtung gemaß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
16 eine schematische Ansicht eines fünften Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
17 eine schematische Ansicht eines sechsten Zustands der Adsorptionskuhlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
18 eine schematische Ansicht eines siebten Zustands der Adsorptionskuhlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
19 eine schematische Ansicht eines achten Zustands der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung,
-
20 eine graphische Darstellung des Betriebs bzw. der Betätigung der Auswahlventile und der ersten Pumpe der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,
-
21 eine graphische Darstellung des Betriebs bzw. der Betätigung der Auswahlventile und der Pumpen der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 7 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,
-
22 eine schematische Ansicht des Betriebs bzw. der Betätigung der Auswahlventile und der Pumpen der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und
-
23 eine schematische Ansicht des Rückschlagventils, das in der Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
-
Wie in 1 gezeigt, ist eine erste Ausführungsform der Adsorptionskühlvorrichtung auf eine Klimaanlage für Fahrzeuge angewendet. In dieser Figur bezeichnen die Bezugsziffern 10, 20, 30, 40 erste bis vierte Adsorptionseinrichtungen. Diese Adsorptionseinrichtungen 10, 20, 30, 40 sind mit Kühlmittel (in dieser Ausführungsform Wasser) gefüllt und enthalten Adsorptionsmittel 11, 21, 31, 41, wie etwa Silicagel und dergleichen, die verdampftes Kühlmittel adsorbieren und adsorbiertes Kühlmittel während des Heizvorgangs desorbieren. Adsorptionskerne 12, 22, 32, 42 sind an die Oberfläche der Adsorptionsmittel 11, 21, 31, 41 geklebt und stellen einen Warmetausch zwischen den Adsorptionsmitteln 11, 21, 31, 41 und einem Heizmedium (in dieser Ausführungsform Wasser, gemischt mit Frostverhinderungsmittel auf Grundlage von Ethylenglykol, identisch zu Motorkühlwasser) bereitzustellen. Verdampfungs- und Kondensationskerne 13, 23, 33, 43 stellen einen Wärmetausch zwischen dem Heizmedium und dem Kühlmittel bereit. Das Innere der ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 10, 20, 30, 40 ist nahezu unter Vakuum gehalten.
-
Ein interner Wärmetauscher 50 (Kühleinrichtung), in welchem Heizmedium zirkuliert, welches in den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23, 33, 43 gekühlt wird, kühlt die Luft (Gegenstand der Kühlung), welche in die Fahrgastzelle geblasen wird. Adsorptionsmittel 11, 21, 31, 41 werden jeweils mit Abwärme (Motorkühlwasser) des Motors 60 geheizt, der als Wärmequelle dient.
-
Ein externer Wärmetauscher (Kühleinrichtung) 70 stellt einen Wärmetausch zwischen Heizmedium und Außenluft bereit und führt Heizmedium zu, das eine Temperatur aufweist, die niedriger ist als diejenige des Motorkühlwassers (Hochtemperaturheizmedium), und zwar den ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 10, 20, 30, 40. Erste bis dritte elektrische Pumpen 81 bis 83 wälzen Heizmedium (einschließlich Motorkühlwasser) zwischen den ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 10, 20, 30, 40, dem internen Wärmetauscher 50, dem externen Wärmetauscher 60 (sic) und dem Motor 60 um.
-
Elektrische Auswahlventile 91 bis 101 schalten die Heizmediumströmung bzw. den Heizmediumfluß um. Bei den Ventilen 91 bis 96, 100 handelt es sich um Vierwegeventile, während es sich bei den Ventilen 97, 98 um Dreiwegeventile und bei dem Ventil 99 um ein Zweiwegeventil handelt.
-
Ein erster Wassertemperatursensor 102 (erste Temperaturermittlungseinrichtung) ermittelt die Temperatur von Heizmedium (welches aus dem Motor 60 und zu den ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 10, 20, 30, 40 strömt). Ein zweiter Wassertemperatursensor 103 (zweite Temperaturermittlungseinrichtung) ermittelt die Temperatur von Heizmedium, welches zum Motor 60 von den ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 10, 20, 30, 40 rückkehrt. Ein dritter Wassertemperatursensor 104 (dritte Temperaturermittlungseinrichtung) ermittelt die Temperatur von Heizmedium, welches aus dem externen Wärmetauscher 70 strömt.
-
Ein Kühler 61 kühlt das Motorkühlwasser und ein Thermostat 62 hält die Temperatur des Motorkühlwassers auf einem bestimmten Niveau (80–110°C) durch Einstellen des Durchsatzes, der durch den Kühler 61 strömt bzw. hindurchtritt. Ein Außenluftsensor 105 (Außenlufttemperaturermittlungseinrichtung) ermittelt die Außenlufttemperatur und ein Zuströmlufttemperatursensor 106 (Zuströmlufttemperaturermittlungseinrichtung) ermittelt die Temperatur der Luft, die in den internen Wärmetauscher 50 strömt, und die Ermittlungswerte dieser Sensoren 102 bis 106 werden in eine elektronische Steuereinheit (ECU) 110 eingegeben.
-
Die ECU 110 (Schaltsteuereinrichtung) steuert die ersten bis dritten Pumpen 81 bis 83 und die Auswahlventile 91 bis 101 in Übereinstimmung mit dem vorher gewählten Programm auf Grundlage der ermittelten Werte der Sensoren 102 bis 106.
-
Die Basisbetriebszustände der Klimaanlage für Fahrzeuge (Adsorptionskühlvorrichtung) in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform ist nachfolgend erläutert.
-
1. Erster Zustand (I)
-
Im ersten Zustand und wie in 2 gezeigt, wird Heizmedium zwischen dem internen Wärmetauscher 50 und den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt. Das Niedrigtemperaturheizmedium (Heizmedium, gekühlt in dem externen Wärmetauscher 70) wird zu dem Adsorptionskern 12 der ersten Adsorptionseinrichtung 10 umgewälzt und Heizmedium, welches aus dem internen Wärmetauscher 50 austritt, wird zu dem Adsorptionskern 22 der zweiten Adsorptionseinrichtung 20 umgewälzt. Das Hochtemperaturheizmedium (Motorkühlwasser, welches den Motor 60 verläßt) wird zu den Adsorptionskernen 32, 42 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen 33, 43 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt.
-
2. Zweiter Zustand (II)
-
Im zweiten Zustand, und wie in 3 gezeigt, wird Heizmedium zwischen dem internen Wärmetauscher 50 und den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23 der ersten bis zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt und des Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 12, 22 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewalzt. Das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 32, 42 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen 33, 43 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewalzt.
-
3. Dritter Zustand (III)
-
Im dritten Zustand, und wie in 4 gezeigt, wird Niedrigtemperaturheizmedium den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 zugeführt und das Hochtemperaturheizmedium wird den Einlassöffnungen der Adsorptionskerne 12, 22 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 zugeführt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird in die Einlassöffnungen der Adsorptionskerne 32, 42 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 zugeführt und Heizmedium, welches den internen Wärmetauscher 50 verläßt bzw. aus diesem austritt, wird den Einlassöffnungen der Verdampfungs- und Kondensationskerne 33, 43 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 zugeführt.
-
4. Vierter Zustand (IV)
-
Im vierten Zustand, und wie in 5 gezeigt, wird Niedrigtemperaturheizmedium zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt und das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 12, 22 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 32, 42 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt. Wenn die Verdampfungs- und Kondensationskerne 33, 43 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 mit Heizmedium gefüllt sind, welches den internen Wärmetauscher 50 verlaßt, wird die erste Pumpe 81 gestoppt und das Umwälzen von Heizmedium in den Verdampfungs- und Kondensationskernen 33, 43 ist beendet.
-
5. Fünfter Zustand (V)
-
Im fünften Zustand, und wie in 6 gezeigt, wird Heizmedium zwischen dem internen Wärmetauscher 50 und den Verdampfungs- und Kondensationskernen 33, 43 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu dem Adsorptionskern 32 der dritten Adsorptionseinrichtung 30 umgewälzt, und Heizmedium, welches den internen Wärmetauscher 50 verläßt bzw. aus diesem austritt, wird zu dem Adsorptionskern 42 der vierten Adsorptionseinrichtung 40 umgewälzt. Das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 12, 22 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt.
-
6. Sechster Zustand (VI)
-
Im sechsten Zustand, und wie in 7 gezeigt, wird Heizmedium zwischen dem internen Wärmetauscher 50 und den Verdampfungs- und Kondensationskernen 33, 43 der dritten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 32, 42 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt. Das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 12, 22 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt und das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 43 (sic) der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt.
-
7. Siebter Zustand (VII)
-
Im siebten Zustand, und wie in 8 gezeigt, wird Niedrigtemperaturheizmedium den Einlassöffnungen der Verdampfungs- und Kondensationskerne 33, 43 der dritten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 zugeführt. Das Hochtemperaturheizmedium wird den Einlassöffnungen der Adsorptionskerne 32, 42 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 zugeführt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 12, 22 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 zugeführt, und das den internen Warmetauscher 50 verlassende Heizmedium wird in Einlassöffnungen der Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 zugeführt.
-
8. Achter Zustand (VIII)
-
Im achten Zustand, und wie in 9 gezeigt, wird Niedrigtemperaturheizmedium zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen 33, 43 der dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt. Das Hochtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 32, 42 der dritten und Adsorptionseinrichtungen 30, 40 umgewälzt. Das Niedrigtemperaturheizmedium wird zu den Adsorptionskernen 12, 22 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 umgewälzt, und wenn die Verdampfungs- und Kondensationskerne 13, 23 der ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 mit Heizmedium gefüllt sind, welches den internen Wärmetauscher 50 verläßt bzw. aus diesem austritt, wird die erste Pumpe 81 gestoppt und das Umwälzen von Heizmedium in den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23 ist beendet.
-
10 zeigt ein Diagramm der Arbeitsweise der Auswahlventile 91 bis 101 und der ersten Pumpe 81. Die Betätigungs- bzw. Betriebszeit der ersten und fünften Zustände wurde dabei auf Grundlage der Zeit gewählt, die erforderlich ist, damit Wasser(verdampftes Kühlmittel)adsorptionsfähigkeit gesättigt ist. Diese Zeit variiert abhängig von dem relativen Feuchtigkeitsbereich in den Adsorptionseinrichtungen während des Adsorptionsvorgangs oder abhängig vom Typ und der Menge des Adsorptionsmittels.
-
Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird nunmehr auf Grundlage der vorstehend genannten ersten bis achten Zustände erläutert.
-
1. Normaler Betriebsmodus
-
Im normalen Betriebsmodus ist ein erstes Schaltsteuermuster realisiert, in welchem die Zustände in der folgenden Abfolge umgeschaltet werden: Erster Zustand (I) → zweiter Zustand (II) → dritter Zustand (III) → vierter Zustand (IV) → fünfter Zustand (V) → sechster Zustand (VI) → siebter Zustand (VII) → achter Zustand (VIII) → erster Zustand (I).
-
Die Betriebszeit des dritten Zustands (III) und des siebten Zustands (VII) wird als diejenige Zeit bezeichnet, die erforderlich ist, um das Niedrigtemperaturheizmedium, welches in den Verdampfungs- und Kondensationskernen der Adsorptionseinrichtungen, die in dem Desorptionsprozeß sich befanden, durch Heizmedium zu ersetzen, welches den internen Wärmetauscher 50 verläßt. Diese Zeit wird ermittelt durch die Ausbeute der ersten Pumpe 81 und das Volumen des Heizkanals in den Verdampfungs- und Kondensationskernen 13, 23 oder 33, 43.
-
Im Desorptionsprozeß wird das adsorbierte Kühlmittel desorbiert und ausgetragen durch Zuführen eines Hochtemperaturheizmediums zu den Adsorptionskernen, aufweisend Adsorptionsmittel, welches Kühlmittel adsorbiert hat, und durch Heizen des Adsorptionsmittels. Insbesondere befinden sich die dritten und vierten Adsorptionseinrichtungen 30, 40 in den ersten bis vierten Zuständen und die ersten und zweiten Adsorptionseinrichtungen 10, 20 in den fünften bis siebten Zuständen befinden sich im Desorptionsprozeß.
-
Im normalen Betriebsmodus wird Luft, welche in der Fahrgastzelle in den ersten bis dritten Zuständen und fünften bis siebten Zuständen ausströmt, gekühlt. Im ersten und fünften Zustand wird jedoch das Adsorptionsmittel durch Heizmedium gekühlt, welches aus dem internen Wärmetauscher 50 ausströmt. Im ersten Zustand handelt es sich bei der Kühlkapazität zum Kühlen von Luft, die in die Fahrgastzelle ausströmt, um die Kühlkapazität, die in der ersten Adsorptionseinrichtung 10 erzeugt bzw. bereitgestellt wird. Im fünften Zustand handelt es sich um die Kühlkapazität, die durch die dritte Adsorptionseinrichtung 30 erzeugt wird.
-
Im Adsorptionsprozeß wird das flüssige Kühlmittel, welches in der Adsorptionseinrichtung vorliegt, verdampft, und das verdampfte dampfförmige (Gasphasen) Kühlmittel wird durch das Adsorptionsmittel adsorbiert. Die Kühlkapazität in der Adsorptionseinrichtung, die dem Adsorptionsprozeß unterliegt, wird aufgrund der Latentwärme der Verdampfung des Kältemittels bereitgestellt.
-
In diesem Zusammenhang verringern die zweite Adsorptionseinrichtung 20 im ersten Zustand und die vierte Adsorptionseinrichtung 40 im fünften Zustand die Temperatur des Heizmediums, das in der ersten Adsorptionseinrichtung 10 und der dritten Adsorptionseinrichtung 30 gekühlt wurde, auf eine Temperatur, die einen Wärmetausch mit der Innenluft ermöglicht und nicht zu einer Erhöhung der Wärme führt, die aus der Luft entfernt wird, die in die Fahrgastzelle ausgeblasen wird.
-
2. Hochlastbetriebsmodus
-
Bei dem Hochlastbetriebsmodus handelt es sich um einen Modus, der implementiert wird, wenn die Temperatur (die ermittelte Temperatur des Zustromlufttemperatursensors 106) der Luft, die in den internen Wärmetauscher 50 strömt, nicht geringer als etwa 40°C ist, und dann ist die thermische Last, die in dem internen Wärmetauscher 50 erforderlich ist, hoch. In diesem Modus wird ein zweites Schaltsteuermuster realisiert, umfassend das umschalten der Zustände in der folgenden Abfolge: Vierter Zustand (IV) → siebter Zustand (VII) → achter Zustand (VIII) → dritter Zustand (III) → vierter Zustand (IV).
-
Daraufhin wird im Hochlastbetriebsmodus das Kühlen des Adsorptionsmittels der Adsorptionseinrichtungen in dem Adsorptionsprozeß durch Heizmedium, welches aus dem internen Wärmetauscher 50 ausströmt, vermieden durch Weglassen der ersten und fünften Zustände. Infolge hiervon kann nahezu die gesamte Kühlkapazität, erzeugt in den beiden Adsorptionseinrichtungen, die sich in dem Adsorptionsprozeß befinden, zum Kühlen der Luft beitragen, die in die Fahrgastzelle ausgeblasen wird, und zwar entsprechend einer thermisch hohen bzw. großen Last.
-
Außerdem wird in einem Hochlastbetriebsmodus das Adsorptionsmittel der Adsorptionseinrichtungen, die nicht dem Adsorptionsprozeß unterliegen, nicht gekühlt durch Heizmedium, welches aus dem internen Wärmetauscher 50 ausströmt. Die Temperatur der Luft, die in die Fahrgastzelle ausgeblasen wird, kann deshalb nicht auf denselben Grad verringert werden wie im normalen Betriebsmodus. Da jedoch, wie vorstehend erläutert, nahezu die gesamte Kühlkapazität, erzeugt durch die zwei Adsorptionseinrichtungen, die sich im Adsorptionsprozeß befinden, zum Kühlen der Luft beiträgt, die in die Fahrgastzelle ausgeblasen wird, kann der Leistungskoeffizient der Adsorptionskühlvorrichtung erhoht werden, und die Abwarme des Motors 60 kann wirksam genutzt werden.
-
Der Leistungskoeffizient der Adsorptionskühlvorrichtung in diesem Fall ist derjenige Wert, der erhalten wird durch Dividieren der Wärmemenge, die aus der Luft entfernt wurde, die in die Fahrgastzelle ausgeblasen wird, durch die Wärmemenge, die dem Motor 60 zugeführt wird.
-
3. Niedriglastbetriebsmodus
-
Bei dem Niedriglastbetriebsmodus handelt es sich um einen Modus, der implementiert wird, wenn die Temperatur der Luft, die in den internen Wärmetauscher 50 strömt, nicht niedriger als etwa 22°C und nicht höher als 27°C ist, und wenn die thermische Last, die in dem internen Wärmetauscher 50 erforderlich ist, klein ist. In diesem Modus wird ähnlich wie im Hochlastbetriebsmodus ein zweites Umschaltsteuermuster realisiert, umfassend das Umschalten der Zustände in der folgenden Abfolge: Vierter Zustand (IV) → siebter Zustand (VII) → achter Zustand (VIII) → dritter Zustand (III) → vierter Zustand (IV).
-
Infolge hiervon und ähnlich wie im Hochlastbetriebsmodus kann, obwohl die Temperatur der Luft, die in den internen Wärmetauscher 50 strömt, nicht stark verringert werden kann, weil die Temperatur von Luft, die in den internen Wärmetauscher 50 strömt, niedrig ist, der Leistungskoeffizient der Adsorptionskühlvorrichtung erhöht werden, während die Temperatur der Luft, die in die Fahrgastzelle ausgeblasen wird, auf ein Niveau verringert wird, das fur praktische Zwecke ausreicht.
-
4. Verlängerter Betriebsmodus
-
Bei dem verlangerten Betriebsmodus handelt es sich um einen Modus, der implementiert wird, wenn die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände verlängert wird, ausgehend von der anfänglichen Sollzeit (siehe 10). Insbesondere wird ein drittes Schaltsteuermuster realisiert, welches das Umschalten der Zustande der folgenden Abfolge realisiert: Erster Zustand (I) → dritter Zustand (III) → vierter Zustand (IV) → fünfter Zustand (V) → siebter Zustand (VII) → achter Zustand (VIII) → erster Zustand (I).
-
In dem verlängerten Betriebsmodus sind die zweiten und sechsten Zustände weggelassen. Im Übergang vom ersten Zustand zu den dritten und vierten Zuständen beispielsweise strömt deshalb Heizmedium, welches in den Adsorptionskern 22 während des Adsorptionsprozesses (im ersten Zustand) zugeströmt ist, so, wie es in den Verdampfungs- und Kondensationskernen 33, 43 der Adsorptionseinrichtungen 30, 40 ist, die sich daraufhin im Adsorptionsprozeß befinden. Es ist möglich, dass die Verdampfungs- und Kondensationskerne 33, 43 geheizt werden durch Heizmedium, welches durch den Adsorptionskern 32 erhitzt wird.
-
Wenn jedoch die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände verlängert wird, ausgehend von der anfänglich eingestellten Zeit, wird die Wasseradsorptionsfähigkeit (die Menge an adsorbiertem Wasser) des Adsorptionsmittels verringert, und die Adsorptionswärme, die während der Wasseradsorption erzeugt wird, wird verringert. Obwohl Wärmemedium, welches dem Adsorptionskern während des Adsorptionsprozesses zugeströmt ist, wie in den Verdampfungs- und Kondensationskernen der Adsorptionseinrichtungen strömt, verursacht es deshalb keine praktischen Probleme.
-
In der verlangerten Betriebsart der vorliegenden Ausführungsform wird außerdem die Betriebszeit der ersten und fünften Zustande ausgehend von der anfangs eingestellten Zeit verlängert, bis die Differenz zwischen der Temperatur (Ermittlungstemperatur des ersten Wassertemperatursensors 102) des zugeführten Wärmemediums, welches aus dem Motor 60 und in die ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 10, 20, 30, 40 strömt, und der Temperatur (Ermittlungstemperatur des zweiten Wassertemperatursensors 103) des ausströmenden Wärmemediums, welches von den ersten bis vierten Adsorptionseinrichtungen 10, 20, 30, 40 zum Motor 60 rückkehrt, die voreingestellte Temperaturdifferenz einnimmt.
-
Die vorbestimmte Temperaturdifferenz wird auf eine Zustand mit einer Temperaturdifferenz von etwa 0°C, insbesondere von nicht weniger als 1°C und nicht mehr als etwa 5°C bezogen.
-
Spezielle Merkmale der vorliegenden Ausführungsform sind nachfolgend erläutert.
-
Das Wärmemedium, welches aus dem internen Wärmetauscher 50 strömt, das die Adsorptionskerne in den ersten und fünften Zuständen gekühlt hat, wird den Verdampfungs- und Kondensationskernen zugeführt, die dem Adsorptionsprozeß unterliegen, ohne den Adsorptionskernen in den zweiten und sechsten Zuständen zugefuhrt zu werden. Aus diesem Grund kann die Zufuhr von Wärmemedium, welches während der Kühlung der Adsorptionskerne geheizt wurde, zu den Verdampfungs- und Kondensationskernen, die dem Adsorptionsprozeß in der nachsten Stufe unterliegen, verhindert werden.
-
Ein Heizen der Verdampfungs- und Kondensationskerne, die dem Adsorptionsprozeß in der nächsten Stufe unterliegen, kann deshalb im vornherein verhindert werden. Infolge hiervon ist es möglich, den Verlust von Kühlkapazität der Adsorptionskühlvorrichtung (Klimaanlage) im normalen Betriebsmodus, im Hochlastbetriebsmodus und im Niedriglastbetriebsmodus zu verhindern.
-
In den dritten und siebten Zuständen wird Wärmemedium, welches aus dem internen Wärmetauscher 50 austritt, außerdem den Verdampfungs- und Kondensationskernen zugeführt, die dem Adsorptionsprozeß in der nachsten Stufe unterliegen. Aus diesem Grund ist es möglich, das Niedrigtemperaturheizmedium, welches aus dem externen Wärmetauscher 70 mit einer Temperatur höher als diejenige des Heizmediums, das in dem internen Wärmetauscher 50 zirkuliert, auszutragen. Die Verdampfungs- und Kondensationskerne, die dem Adsorptionsprozeß in der nächsten Stufe unterliegen, können deshalb gekühlt werden, wodurch es möglich ist, den Verlust an Kühlkapazität der Adsorptionskühlvorrichtung (Klimaanlage) im normalen Betriebsmodus, im Hochlastbetriebsmodus, im Niedriglastbetriebsmodus und im verlängerten Betriebsmodus zu verhindern.
-
Da in verlängertem Betriebsmodus ein Übergang vom dritten zum siebten Zustand erfolgt, ohne dass die zweiten und sechsten Zustände implementiert werden, kann außerdem der Arbeitsprozeß der Adsorptionskühlvorrichtung verkürzt werden, wodurch es möglich ist, in wirksamer Weise die Warme zu nutzen, die vom Motor 60 als Warmequelle (Energie) zugeführt wird zum Antreiben der Adsorptionskühlvorrichtung und zum Erhöhen des Leistungskoeffizienten der Adsorptionskühlvorrichtung.
-
Da im verlängerten Betriebsmodus die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände verlängert wird, ausgehend von der anfänglich eingestellten Zeit bis die Differenz zwischen der Temperatur des zugeführten Wärmemediums und der Temperatur des Wärmemediums, welches ausströmt, die vorbestimmte Temperaturdifferenz einnimmt, kann nahezu die gesamte Wassermenge, die durch das Adsorptionsmittel adsorbiert ist, desorbiert und ausgetragen werden. Die vom Motor 60 zugeführte Wärme kann deshalb wirksam als Wärmequelle (Energie) zum Antreiben der Adsorptionskühlvorrichtung genutzt werden, wodurch es möglich ist, den Leistungskoeffizienten der Adsorptionskühlvorrichtung zu verbessern bzw. vergrößern.
-
(Ausführungsform 2)
-
In der Ausführungsform 1 war der Durchsatz der ersten Pumpe 81 nahezu konstant, ungeachtet des Arbeitszustands. Bei der zweiten Ausführungsform wird der Durchsatz des Heizmediums, welches den Verdampfungs- und Kondensationskernen im dritten Zustand (III) oder im siebten Zustand (VII) zugeführt wird, höher gemacht werden als der Durchsatz des Heizmediums, welches den Verdampfungs- und Kondensationskernen im ersten Zustand (I) oder fünften Zustand (V) zugeführt wird.
-
Infolge hiervon kann die Betriebszeit des dritten Zustands (III) oder des siebten Zustands (VII) verkürzt werden, wodurch die Zeitdauer verlängert wird, während welcher die Adsorptionskühlvorrichtung die Kühlkapazität bereitstellt, und wodurch die Kühlkapazität und der Leistungskoeffizient der Adsorptionskühlvorrichtung vergrößert werden kann.
-
(Ausführungsform 3)
-
In dem verlängerten Betriebsmodus gemäß der Ausführungsform 1 wird die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände verlängert ausgehend von der anfangs eingestellten Zeit, bis die Differenz zwischen der Temperatur des zugeführten Wärmemediums und der Temperatur des Heizmediums, das ausströmt, die vorbestimmte Temperaturdifferenz einnimmt. Bei der dritten Ausführungsform wird jedoch die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände ausgehend von der anfangs eingestellten Zeit verlängert, bis die Temperatur des zugeführten Heizmediums die voreingestellte Temperatur (beispielsweise nicht weniger als 80°C und nicht mehr als 100°C) einnimmt.
-
Während dieser Zeit wird das Motorkühlwasser gesteuert, wie vorstehend erläutert, um auf der vorbestimmten Temperatur gehalten zu werden. Eine Verlängerung der Betriebszeit der ersten und fünften Zustände, ausgehend von der anfangs eingestellten Zeit, bis die Temperatur des zugeführten Heizmediums die vorbestimmte Temperatur einnimmt, ist identisch zur Verlängerung der Betriebszeit der ersten und fünften Zustände, ausgehend von der anfangs eingestellten Zeit, bis die Differenz zwischen der Temperatur des zugeführten Heizmediums und der Temperatur des Heizmediums, welches ausströmt, die vorbestimmte Temperaturdifferenz einnimmt.
-
(Ausführungsform 4)
-
Im verlängerten Betriebsmodus gemäß Ausführungsform 1 wird die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände verlängert ausgehend von der anfangs eingestellten Zeit, bis die Differenz zwischen der Temperatur des zugeführten Heizmediums und der Temperatur des Heizmediums, welches ausströmt, die vorbestimmte Temperaturdifferenz einnimmt. Bei dieser Ausführungsform jedoch wird die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände verlängert, ausgehend von der anfänglich eingestellten Zeit, bis die Temperatur des Heizmediums, das ausströmt, die vorbestimmte Temperatur (beispielsweise nicht weniger als 80°C und nicht mehr als 90°C) einnimmt.
-
Während dieser Zeit wird das Motorkühlwasser gesteuert, wie vorstehend erläutert, um auf der vorbestimmten Temperatur gehalten zu werden. Eine Verlängerung der Betriebszeit der ersten und fünften Zustände, ausgehend von der anfangs eingestellten Zeit bis die Temperatur des Heizmediums, das ausströmt, die vorbestimmte Temperatur einnimmt, ist identisch zur Verlängerung der Betriebszeit der ersten und fünften Zustände, ausgehend von der anfangs eingestellten Zeit, bis die Differenz zwischen der Temperatur des zugeführten Heizmediums und der Temperatur des Heizmediums, welches ausströmt, die vorbestimmte Temperaturdifferenz einnimmt.
-
(Ausführungsform 5)
-
In den vorstehend erläuterten Ausführungsformen basierte die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände auf der Wasseradsorptionskapazität des Adsorptionsmittels. Bei der fünften Ausführungsform wird jedoch die Betriebszeit (der kalorische Wert) des Motors 60 ermittelt und die Betriebszeit der ersten und fünften Zustände wird variabel gesteuert, auf Grundlage der ermittelten Werte.
-
Wenn der Betriebszustand (kalorischer Wert) des Motors 60 ermittelt wird, ist es erwünscht, dass die Einstellung beispielsweise auf Grundlage der Temperatur des Motorkühlwassers oder der Kraftstoffmenge (Kraftstoffeinspritzmenge) gemacht werden kann, die dem Motor zugeführt wird.
-
(Ausfuhrungsform 6)
-
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen wurde die Adsorptionskühlvorrichtung betrieben unter Verwendung von Dreiwege- und Vierwegeventilen zum umschalten der Heizmediumströmung. Bei der vorliegenden Ausführungsform hingegen war die Adsorptionskühlvorrichtung aufgebaut unter Verwendung von Vierwegeventilen 201–204 und Sechswegeventilen 205, 206.
-
12 zeigt eine schematische Ansicht des ersten Zustands (I), 13 zeigt eine schematische Ansicht des zweiten Zustands (II), 14 zeigt eine schematische Ansicht dritten Zustands (III), 15 zeigt eine schematische Ansicht vierten Zustands (IV), 16 zeigt eine schematische Ansicht des fünften Zustands (V), 17 zeigt eine schematische Ansicht des sechsten Zustands (VI), 18 zeigt eine schematische Ansicht des siebten Zustands (VII), 19 zeigt eine schematische Ansicht des achten Zustands (VIII), 20 zeigt ein Zeitdiagramm des Betriebs bzw. der Arbeitsweise der Ventile 201–206 und der ersten Pumpe 81.
-
(Ausführungsform 7)
-
Wenn bei dieser Ausführungsform die Ventile 201–206 in Übereinstimmung mit den Betriebszeitdiagrammen der Ventile 201–206 und den ersten bis dritten Pumpen 81–83 umgeschaltet werden, die in 21 gezeigt sind, werden die Pumpen, die Wärmemedium zu den aktivierten Ventilen umwälzen, nur innerhalb der vorbestimmten Zeitperioden vor und nach der Schalt- bzw. Umschaltzeit gestoppt.
-
Wenn die Ventile 201–206 geschaltet bzw. umgeschaltet werden, gelangen die Ventile 201–206 sofort in einen vollständig geschlossenen Zustand, wie in 22 gezeigt. Es besteht deshalb die Möglichkeit, dass eine starke Kraft, die ein anormales Geräusch erzeugt, auf die Ventile 201–206 aufgrund eines Wasserstoßes (Wasserschlag) einwirkt, der auf die Ventile 201–206 einwirkt. In 22 ist außerdem ein Vierwegeventil gezeigt; bei dieser Figur handelt es sich um ein Beispiel, das nicht anzeigt, dass ausschließlich das Vierwegeventil verwendet werden kann.
-
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden in diesem Hinblick die Pumpen, die das Wärmemedium zu den Ventilen umwälzen, die geschaltet sind, gestoppt. Die Wirkung einer starken Kraft, die durch einen Wasserstoß (Wasserschlag) auf die Ventile 201–206 erzeugt wird, wird deshalb verhindert.
-
Außerdem wurde in 21 diese Ausführungsform erläutert durch Bezugnahme auf eine Adsorptionskühlvorrichtung gemäß der Ausführungsform 6. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern kann auf die Adsorptionskühlvorrichtung angewendet werden, die beispielsweise der Ausführungsform 1 entspricht.
-
(Ausführungsform 8)
-
Bei dieser Ausführungsform ist ein Rückschlagventil 207 in der Vorrichtung gemäß Ausführungsform 7 innerhalb des Heizmediumkanals vorgesehen, durch welchen Heizmedium strömt, und zwar in einer Position, in welcher Heizmedium ausschließlich in einer Richtung strömt. In 23 ist außerdem ein Vierwegeventil dargestellt. Bei dieser Figur handelt es sich um ein Beispiel, welches nicht anzeigt, dass ausschließlich das Vierwegeventil verwendet werden kann.
-
In der Ausführungsform 7 sind die Pumpen 81 bis 83 gestoppt, wenn die Ventile 201–206 geschaltet bzw. umgeschaltet werden. Heizmedium, welches durch den Pumpendruck zugeführt wird, kann deshalb zurückströmen, wenn die Pumpen 81 bis 83 gestoppt werden. Wenn das Heizmedium rückwärts strömt, ist der Austausch des Wärmemediums schwierig rasch und genau durchführbar. Die Kapazitat der Adsorptionskuhlvorrichtung kann deshalb verringert werden.
-
Da in diesem Hinblick diese Ausführungsform das Rückschlagventil 207 verwendet, wird deshalb selbst dann, wenn die Pumpen 81–83 gestoppt sind, wenn die Auswahlventile 201–206 geschaltet werden, Heizmedium, das durch den Pumpendruck zugeführt wurde, daran gehindert, rückwärts zu strömen. Der Austausch von Wärmemedium kann deshalb rasch und genau durchgeführt werden. Infolge hiervon vermag die Adsorptionskühlvorrichtung ihre Kapazität in vollem Umfang bereitzustellen.
-
In 23 war das Rückschlagventil 207 in der Austragseite bzw. Auslassseite des Auswahlventils vorgesehen. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt; vielmehr kann das Rückschlagventil in einer beliebigen Position innerhalb eines Heizmediumkanals angeordnet sein, durch welchen Heizmedium strömt, vorausgesetzt, dass es sich um eine Position handelt, in welcher Heizmedium ausschließlich in einer Richtung strömt.
-
(Weitere Ausführungsformen)
-
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen war die vorliegende Erfindung auf eine Klimaanlage für Fahrzeuge angewendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, sondern kann auf eine andere Kühlvorrichtung angewendet sein.
-
Außerdem wurde Silicagel als Adsorptionsmittel eingesetzt; aktives Aluminiumoxid, Aktivkohle, Zeolithe, Molekularsieb-Kohlenstoff und dergleichen können jedoch verwendet werden.
-
Während die vorstehend angeführten Ausführungsformen sich auf Beispiele der Verwendung der vorliegenden Erfindung beziehen, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung auch fur andere Verwendungen eingesetzt werden kann, einschließlich Modifikationen und Abwandlungen derselben, und dass sie nicht auf die vorstehenden Erläuterungen beschränkt ist.