CN109421471A - 用于机动车的制热/制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的制热/制冷系统（1），该制热/制冷系统至少具有以下组件：压缩机（10）、第一阀（60）、第二阀（70）和第三阀（80）、构造用于对第一空气流进行加热的第一换热器（20）、构造用于对第二空气流进行冷却和/或干燥的第二换热器（30）、构造用于对机动车的驱动装置的组件进行冷却的第三换热器（40）、构造用于与机动车的环境交换热能的第四换热器（50）。在此提出，该制热/制冷系统（1）的各个组件通过流体回路（5）共同作用、尤其连接，热载体介质在所述流体回路中循环。

Description

用于机动车的制热/制冷系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于机动车的制热/制冷系统以及一种根据权利要求18所述的方法。

背景技术

从具有内燃机的机动车中知道使用多个流体回路，从而能够实现对于乘客舱的冷却/加热以及对驱动装置的组件的冷却。尤其存在用于对马达进行冷却或者加热的流体回路以及用于对乘客舱进行冷却或者加热的流体回路。此外，存在用于对乘客舱进行加热的电附加加热装置。所熟知的结构物需要多个组件，由此车辆的易错性和重量相应地增加。此外，这样的结构物为了进行运行而需要许多能量。

发明内容

本发明的任务是，提供一种制热/制冷系统，该制热/制冷系统具有得到改进的能量利用水平和在组件的数目方面最小化的构造。

该任务利用一种根据权利要求1所述的根据本发明的制热/制冷系统以及一种根据权利要求18所述的用于运行这样的制热/制冷系统的方法得到解决。

特别有利的是，所述制热/制冷系统的各个组件通过流体回路共同作用，热载体介质在所述流体回路中循环。所述制热/制冷系统的各个组件通过流体回路彼此连接。此外，所述系统有利地比如像热泵或者制冷机一样起作用。有利的是，通过所述系统的使用能够将所述机动车的各个组件的废热或者不希望的冷却能输送至其它的组件。由此再利用热能和/或制冷能。也有利的是，能够将多余的热能排放至环境。而且，从环境中提取热能并且将其输送至所述系统。有利的是，根据本发明的系统由此需要更少的电能或者来自化石的或者合成的燃料的能量。此外，所述制热/制冷系统如此构造，从而借助于阀的转换能够在至少两种运行状态之间转换。

通过在从属权利要求中所列举的措施而产生在独立权利要求中所说明的特征的有利的拓展方案和改进方案。

特别有利的是，所述制热/制冷系统的各个组件通过仅仅一条唯一的流体回路来共同作用、尤其彼此连接。所述制热/制冷系统的各个组件是一条唯一的流体回路的一部分。将所有组件连接起来的一条唯一流体回路的使用尤其在关于热能（焓）在所述制热/制冷系统的各个组件之间的重新分配方面引起所述系统的进一步优化。

有利的是，在第一种运行状态中如此切换所述阀，从而能够同时运行所述第一、第二、第三和第四换热器。所述第一、第二、第三和第四换热器的同时的运行允许在使用来自环境的热能的情况下通过所述第二换热器对机动车客舱中的空气进行干燥、通过所述第一换热器对所述机动车客舱中的空气进行加热并且对驱动装置的、尤其车辆驱动装置的组件进行冷却。所述系统能够实现对多个组件同时进行供给。

可以视为有利的是，在第二种运行状态中如此切换所述阀，从而尤其在使用来自环境的热能的情况下仅仅对机动车客舱中的空气进行加热。从环境中提取热能引起电能需求或者化学能需求的降低。

有利的是，在第三种运行状态中如此切换所述阀，从而尤其在将热能排放至所述机动车的环境的情况下对机动车客舱进行冷却和/或干燥。

有利的是，所述第一阀具有三条通路，其中所述第一阀构造用于：同时根据其阀切换位置作为膨胀阀并且/或者作为方向阀起作用。由此产生最大可能的灵活性。优选所述阀在第一阀切换位置中、尤其在所述第一种运行状态中如此工作，使得第一通路构造为膨胀阀并且第二通路构造为方向阀。在第二阀切换位置中、尤其在所述第二种运行状态中所述阀如此工作，使得第一通路构造为膨胀阀并且第二通路构造为截止阀。在第三阀切换位置中、尤其在所述第三种运行状态中，所述阀作为方向阀工作。

特别有利的是，所述第二阀具有三条通路，其中所述第二阀构造用于：同时根据其阀切换位置来调节用于第一通路的膨胀和/或用于第二通路的膨胀。

有利的是，所述第一换热器如此构造，使得穿过其流过的第一空气流对机动车客舱进行加热，其中在第三种运行状态中能够中断利用空气贯穿流过所述换热器的过程。优选能够借助于穿过所述换热器流过的空气流对热能的提取进行调节。根据所提取的、被输送至空气流的热能，借助于尤其被引导到车辆客舱中的空气流对乘客舱进行加热。

有利的是，所述第一换热器如此构造，使得热载体介质的聚集态从气态变为液态，并且在此将热能排放至穿过其流过或者围绕其流过的空气。由此能够对乘客舱进行加热。

有利的是，所述第二换热器构造为蒸发器。所述蒸发器在产生制冷能的情况下将所述热载体介质的聚集态从液态变为气态。所述第二换热器如此构造，使得其借助于所产生的制冷能对穿过其流过的第二空气流进行冷却和/或干燥。随后，能够用经过干燥的空气流对乘客舱中的空气进行干燥。利用经冷却的空气流能够对乘客舱中的空气进行冷却。

有利的是，所述第二换热器和所述第三换热器彼此并联地连接，并且贯穿流过所述第二和第三换热器的过程能够通过所述第二阀来调节。由此，能够最佳可能地调节所述两个换热器的冷却功率。也能够最佳地分配所述冷却功率。

有利的是，所述压缩机、所述第一换热器和所述第一阀如此布置在所述流体回路的内部，使得由所述压缩机压缩的热载体介质在其贯穿流过所述第一阀之前贯穿流过所述第一换热器。

特别有利的是，贯穿流过所述第四换热器的情况以及贯穿流过所述第四换热器的热载体介质的聚集态能够借助于所述第一阀根据阀切换位置来调节。

有利的是，所述第三阀构造为二通低压阀，该二通低压阀根据离开所述第四换热器的热载体介质的压力来释放或者关闭通往所述压缩机的旁通管路。

有利的是，设置了第四阀、尤其止回阀。所述第四阀布置在所述第四换热器与所述第二阀之间。所述第四阀防止从所述第一阀流往所述第二阀的热载体介质流往所述第四换热器。

可以视为有利的是，设置了储存器。所述储存器如此布置在所述流体回路中，使得所述热载体介质首先贯穿流过所述储存器并且随后贯穿流过所述压缩机。所述储存器如此构造，使得其将所述热载体介质的气态的和液态的份额分开。所述储存器将所述热载体介质的气态的份额输送至所述压缩机。

有利的是，所述第二换热器和所述第三换热器彼此并联地布置并且与所述储存器和/或所述压缩机串联地布置。

此外，本发明涉及一种用于运行用于机动车的制热/制冷系统的方法，所述方法具有以下步骤：

·对热载体介质进行压缩，

·贯穿流过第一换热器，

·选择运行状态，

·根据所选择的运行状态来切换第一阀和第二阀，

·从环境中提取热能并且借助于第四换热器将所述热能输送到所述热载体介质中或者将所述热能从所述热载体介质中排出。

所述方法有利地包括：能够如此切换所述阀，从而在第一种运行状态中通过所述第二换热器对机动车客舱的空气执行干燥，并且通过所述第一换热器对机动车客舱中的空气执行加热，并且通过所述第三换热器对所述驱动装置的组件执行冷却，并且借助于所述第四换热器从所述机动车的环境中提取热能并且将其排放至所述热载体介质。

所述方法有利地包括：能够如此切换所述阀，从而在第二种运行状态中使所述热载体介质在所述第一阀中膨胀并且将其输送至所述第四换热器，并且借助于所述第一换热器对所述第一空气流进行加热，并且将所述第一空气流输送至车辆客舱，并且借助于所述第四换热器从所述机动车的环境中提取热能并且将其排放至所述热载体介质。

所述方法有利地包括：能够如此切换所述阀，从而在第三种运行状态中借助于所述第一阀将经过压缩的热载体介质引导至所述第四换热器，并且所述热载体介质在贯穿流过所述第四换热器并且排放热能之后被输送至所述第二阀，所述第二阀使所述热载体介质膨胀并且将其输送所述第二和第三换热器。

所述方法有利地包括：能够对第一空气流进行调节，其中根据对所述空气流的调节借助于所述第一换热器从所述热载体介质中提取热能。

附图说明

下面借助于附图对本发明进行更详细的解释。在此示出：

图1示出了用于机动车的根据本发明的制热/制冷系统的拓扑结构；

图2示出了所述制热/制冷系统处于第一种运行状态中的情况；

图3示出了所述制热/制冷系统处于第二种运行状态中的情况；

图4示出了所述制热/制冷系统处于第三种运行状态中的情况；并且

图5示出了用于运行所述制热/制冷系统的方法。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的制热/制冷系统的拓扑结构。根据本发明的制冷系统具有多个组件：诸如压缩机10、第一换热器20、第二换热器30、第三换热器40、第四换热器50、第一三通阀60、第二三通阀70、第三阀80、第四阀90并且可选具有储存器95。

所述压缩机10具有入口12和出口14。所述压缩机10是用于对气体进行挤压或者压缩的流体能量机（Fluidenergiemaschine）。优选所述压缩机10由电驱动装置、尤其有刷马达或者EC驱动装置来驱动。所述压缩机10也被称为压气机。在压缩过程中对热载体介质进行压缩，由此缩小体积并且提高压力。在压缩过程期间，气态的热载体介质的温度升高。所述压缩机10由此引起所述热载体介质的体积的减小、所述热载体介质的压力的升高和温度的升高。所述热载体介质通过所述入口12来输送至所述压缩机。

所述第一换热器20被来自所述压缩机10的热载体介质贯穿流过。所述换热器20尤其热交换器。所述第一换热器20引起以下结果：穿过其流过的空气流从所述热载体介质中提取热能并且由此变热。穿过所述换热器20流过的空气流尤其借助于对于通风装置马达的操控来调节。如果不存在流经所述换热器20的空气流，那么从所述热载体介质中仅仅提取少量的、尤其能够忽略的热量。尤其仅仅对被储存在所述换热器20中的空气进行加热。由此，在贯穿流过所述换热器20时没有对所述热载体介质进行冷却或者仅仅对其进行能够忽略的较小程度的冷却。

所述换热器20尤其具有多个导热的板，所述导热的板被空气环绕流过。空气从所述导热的板中吸取热能。所述导热的板引起使所述热载体介质的温度与围绕着所述导热的板流过的空气的温度相均衡的结果并且反之亦然。优选所述热载体介质在所述换热器20内部在比如蜿蜒曲折的管道系统中循环。

所述导热的板引起所述管道系统的表面的扩大，所述热载体介质通过所述管道系统流动。向所述第一换热器20以气态的形式并且在高压下输送所述热载体介质。所述热载体介质根据所提取的热能以液态的形式并且以低的温度离开所述第一换热器20。

所述第一阀60构造为三通阀。所述第一阀60具有入口62、第一出口64和第二出口66。所述第一阀60如此构造，使得其相当于膨胀阀和/或三通阀起作用。所述第一阀60的入口62与所述第一换热器20的出口连接。

所述第一阀60在第一阀切换位置中引起以下结果：在其第一出口64处所述热载体介质以更低的压力、尤其更低的温度、但是为此以得到提高的体积流出。所述阀60由此在第一阀切换位置中在所述入口62与所述出口64之间作为膨胀阀起作用。同时，所述第一阀60在所述第一阀切换位置中在没有压力或体积的变化的情况下继续将所述热载体介质引导至其第二出口66。所述热载体介质主要为液态。

所述第一阀60如此构造，使得其在第二阀切换位置中相当于膨胀阀起作用。在所述第一出口64处离开所述第一阀60的热载体介质具有较低的压力并且主要为液态、部分为气态。所述第二出口66被关闭。没有将热载体介质从所述入口62引导到所述出口66。

所述第一阀60如此构造，使得其在第三阀切换位置中在没有压力或者体积的变化的情况下将所述热载体介质继续引导到所述第一出口64。同时，在所述第三阀切换位置中所述第二出口66被关闭。所述热载体介质由此在所述第二阀切换位置中在没有压力的变化的情况下通过所述第一阀60从所述入口62流往所述第一出口64。

所述第二换热器30尤其构造为蒸发器。优选所述第二换热器30构造为空气蒸发器。冷的、主要为气态的热载体介质被输送至所述蒸发器并且通过从穿过所述蒸发器流过的空气中吸取热这种方式来转变为气态的状态。在此，所述蒸发器对穿过其流过的空气进行冷却。从空气中吸取热能这种方式在所述蒸发器中引起所述热载体介质的聚集态的、从主要为液态和部分为气态到主要为气态并且部分为液态的变化。由此进行从穿过所述蒸发器流过的空气到所述热载体介质中的热传递。

所述换热器30具有尽可能大的表面，所述表面允许其从贯穿流过的空气中提取最佳可能的量的热能并且将其输送至所述热载体介质。穿过所述第二换热器30流过的空气能够尤其作为经冷却的空气来输送至机动车客舱。此外，能够使用所述第二换热器30以对穿过其流过的空气进行干燥。如果对所述空气进行冷却，那么空气对水分的吸收能力就下降。在空气中所包含的水分凝结。相应地，空气变成干燥剂。

所述第三换热器40尤其构造为蒸发器。所述第三换热器40具有尽可能大的表面，所述表面能够吸收热能。所述蒸发器的作用原理在此与在所述第二换热器30中一样，如果所述第二换热器30构造为蒸发器。所述换热器40与所述机动车的驱动装置的组件共同作用。

所述机动车的驱动装置的组件尤其指优选电驱动马达、用于对所述驱动马达进行操控的换流器和/或尤其用于向所述驱动马达进行供给的电池。此外，所述驱动装置的组件也能够是指内燃机以及为了运行内燃机所需要的组件。“组件”在这里也能够是指多个组件。

所述第三换热器40构造用于将热从所述驱动装置的组件传输给待蒸发的热传递介质。所述动力传动系的组件的热或者热能导致所述热传递介质的变热并且由此引起所述热传递介质的蒸发。所述热传递介质在穿过所述蒸发器流动时至少部分地将其聚集态从主要为液态转变为主要为气态。

第二阀70尤其构造为三通阀。所述第二阀具有入口72、第一出口74和第二出口76。所述第二阀70通过所述入口72和管路67与所述第一阀60的第二出口66连接。所述第二阀70利用所述第一出口74通过管路75与所述第三换热器40连接。所述第二阀70经由所述第二出口76通过管路77与所述第二换热器30连接。

所述第二阀70相当于膨胀阀来工作。在第一和第三切换位置中，所述第二阀使所述热载体介质膨胀并且将经过膨胀的热载体介质引导至所述第二和第三换热器30、40。在此，将所述热载体介质从液态转换为主要是液态。同时，压力和温度也下降。

第四换热器50尤其构造为蒸发器和/或热交换器。所述第四换热器50有利地处于所述机动车的前面区域中。所述第四换热器50被来自所述机动车的环境的空气环绕流过或者贯穿流过。尤其通过迎面风或者通过机动车通风装置来实现利用空气穿流的效果。所述第四换热器50尤其具有与所述第一换热器20或者所述第二换热器30相同的作用原理。尤其所述第四换热器50被所述热载体介质贯穿流过。根据所述热载体介质的温度、压力和聚集态以及穿过所述换热器50或者围绕着其流过的空气的温度对所述热载体介质进行冷却或者加热。如果所述热载体介质气态地、很热地并且处于高压之下地加载在所述第四换热器50的入口上，那么所述第四换热器50将所述热载体介质转化为液态的、更冷的并且处于更低的压力之下的热载体介质。尤其在所述第三种运行状态中是这种情况。在此将热排放至环境。而如果加载主要为气态的、冷的热载体介质，所述热载体介质就在将所述第四换热器50包围的空气的变热的情况下变成主要为气态。在此，压力也下降并且温度升高。

如果所述空气比所述热载体介质冷，则加热所述热载体介质。如果所述空气比所述热载体介质热，则将热能从所述热载体介质排放至空气。

所述第四换热器50通过所述管路65与所述第一阀60共同作用。所述第四换热器50通过所述第一阀60的第一出口64和所述管路65与所述第一阀60连接。

可选设置了储存器95。所述储存器具有储罐，在所述储罐中储存了热载体介质。所述储存器95如此构造，从而将所述热载体介质的气态的部分传输给所述压缩机10的入口12。所述储存器95为了进行传输而通过所述管路96与所述压缩机10连接。

第三阀80构造为二通低压阀。所述第三阀80如此构造，使得所述热载体介质只能在压力低的情况下贯穿流过所述阀80。所述第三阀80布置在所述第四换热器50与所述压缩机10或者所述储存器95之间的旁通管路81中。在所述第三种运行状态中，尤其所述热载体介质具有太高的压力并且没有通过所述第三阀80来导送。而在所述第二种运行状态中所述压力足够小。所述第三阀80也能够如此构造，使得其只让所述热载体介质的气态的份额通过。

第四阀90构造为止回阀。所述第四阀90布置在所述第四换热器50与所述第二阀72的入口74之间。所述第四阀通过所述管路51与所述第四换热器连接。所述管路51划分为所述第三阀80和所述第四阀90。所述第四阀90防止从所述第一阀60流往所述第二阀70的热载体介质流往所述第四换热器50。所述第四阀90只允许从所述第四换热器50到所述第二阀70的流动方向。所述第四阀90通过所述管路91与所述第二阀70的入口74和所述第一阀60的第二出口66连接。

所述第二换热器30和所述第三换热器40关于流体回路彼此并联地布置。所述并联地布置的换热器30、40相对于所述储存器95或者所述压缩机10串联地布置。从所述换热器30、40中流出的热载体介质通过所述管路31、41流到所述储存器95中或者流到所述压缩机10中。

在图2到4中公开了各种运行状态。所述管路在此根据在其中流动的热载体介质的状态而不同地示出。如果线条用点线来示出，那么在其中得到导引的热载体介质就为气态并且具有最高的压力和最高的温度。对于虚线的线条来说，所述热载体介质为液态并且具有较低的压力和较低的温度。对于用点划（Strichpunkt）示出的线条来说，所述热载体介质主要为气态并且部分为液态。此外，所述压力为最小，所述温度比前两种情况中低。对于用双点划线（Strichpunktpunktlinie）示出的线条来说，所述热载体介质主要为液态、部分为气态。所述温度在这里最小，所述压力比在点划线中高，但是比在点线的或者虚线的线条中低。在以下表格中给出一览图（4=最大值，1=最小值）。实心的灰色的线条没有主动地被贯穿流过。

	聚集态	体积	压力	温度
					点线	气态	2	4	4
虚线	液态	1	3	3
					点划线	主要为气态	4	1	2
双点划线	主要为液态，部分为气态	3	2	1

图2公开了根据本发明的制热/制冷系统的第一种运行状态。在这种运行状态中，能够有利地对机动车客舱进行加热并且同时对所述机动车客舱进行干燥并且对所述驱动装置的组件进行冷却。此外，在这种运行状态中从将所述机动车包围的空气中提取热能。

所述压缩机10对所述热载体介质进行压缩，使得所述热载体介质完全为气态并且具有高的温度和压力。通过所述连接管路11将所述热载体介质输送至所述第一换热器20。在所述第一换热器20中从所述热载体介质中取走热能并且输送至穿过其流过的空气。在此，所述热载体介质完全为液态。所述贯穿流过的空气随后被引导到所述机动车客舱中，从而对其进行加热。

离开所述第一换热器20的热载体介质绝大部分为液态并且具有降低的温度和压力。所述第一阀60被切换在所述第一阀切换位置中。通过所述管路65向所述第四换热器50输送通过所述第一阀60流动的热载体介质的一部分。所述第一阀60在所述入口62与所述出口64之间相当于膨胀阀工作。被输送至所述第四换热器50的热载体介质很冷并且主要为液态、部分为气态。被输送至所述第四换热器50的热载体介质在所述第四换热器50中通过贯穿流过的空气而变热。随后将所述热载体介质通过所述管路51来输送至所述第三阀80并且通过所述管路81将其输送至所述储存器95。在离开所述第四换热器50之后，所述热载体介质主要为气态、部分为液态。所述温度得到提高。所述热载体介质已经从环境中吸取了热能。

被输送至所述第一阀60的热载体介质的一部分在没有压力、体积或者温度的变化的情况下通过所述第一阀60被引导至所述第二阀70。所述第四阀90防止以下情况：从所述第一阀60被引导至所述第二阀70的热载体介质流入到所述管路51或者81中。此外，由于所述管路91中、也就是所述第四阀90与所述第二阀70之间的热载体介质的压力相对于所述管路51中、也就是所述第四换热器50与所述第三阀80之间的热载体介质的高的压力，所述热载体介质不贯穿流过所述第四阀90。

如果以所述第一种运行状态来运行所述制热/制冷系统，那么所述第二阀70就被切换在所述第一阀切换位置中。在这个位置中，所述第二阀70像两个膨胀阀一样起作用。第一膨胀阀构造在所述入口72与所述第一出口74之间。第二膨胀阀72构造在所述入口72与所述第二出口76之间。所述阀70引起以下结果：所述热载体介质扩大其体积、得到冷却并且变成主要为液态。在所述热载体介质已经通过所述第二换热器30或者所述第三换热器40之后，它主要为气态并且已经提高其温度，但是降低了压力。

在图3中示出了第二种运行状态。在所述压缩机中进行的压缩引起以下结果：所述热载体介质变为气态并且具有高的温度。所述气态的热载体介质通过所述管路11被输送至所述第一换热器20。该第一换热器从热载体介质中提取热能并且将其输送至穿过该第一换热器流过的或者围环其流过的空气。经过加热的空气随后被引导到机动车客舱中，在那里所述经过加热的空气引起机动车客舱的变热。所述热载体介质在贯穿流过所述第一换热器20时由气态变为液态。所述第一阀60被切换到所述第二阀切换位置中。在所述第二阀切换位置中，所述第一阀60像膨胀阀一样在所述入口62与所述第一出口64之间起作用。在所述第一阀60 中的膨胀引起以下结果：所述热载体介质进行膨胀并且在此冷却下来并且变成主要为液态、部分为气态。所述主要为液态的热载体介质被输送至所述第四换热器50。这引起以下结果：所述热载体介质变热并且变为气态。在此从环境中吸取热能。随后将冷的、气态的热载体介质通过所述第三阀80、所述储存器95又输送至所述压缩机10。

在图4中示出了第三种运行状态。在所述压缩机10中的压缩引起以下结果：所述热载体介质变为气态并且具有高的温度。所述热载体介质通过所述管路11被输送至所述第一换热器20。所述第一换热器20在这里未被空气流贯穿流过，由此没有从所述热载体介质中取走或者向其输送尤其值得一提的热能。所述第一阀60被切换在第三阀切换位置中。在所述第三阀切换位置中，所述第一阀60将所述热载体介质从所述第一入口引导到所述第一出口，而所述热载体介质没有膨胀。由此，所述热载体介质基本上如其由所述压缩机10输出一样加载在所述第四换热器50上。

在所述第四换热器50中，将热能的一部分输出给穿过所述第四换热器50流过的环境空气。在此，所述热载体介质冷凝为液体。

所述热载体介质具有如此高的压力，使得所述第三阀80没有释放所述旁路88。离开所述第四换热器50的热载体介质具有如此高的压力，使得其完全加载在所述第二阀70的入口上。

所述第二阀70被切换在所述第三阀切换位置中。在该阀切换位置中，它像膨胀阀一样在所述入口72与所述第一出口74之间并且像膨胀阀一样在所述入口72与所述第二出口76之间起作用。通过膨胀，所述热载体介质的压力减小并且聚集态变成主要为液态。在贯穿流过所述第二换热器30和所述第三换热器40之后，所述热载体介质变成主要为气态并且具有提高的温度。

在图5中示出了一种根据本发明的、用于运行机动车的制热/制冷系统的方法100。所述方法100包括多个步骤，所述步骤能够在其顺序方面任意地替换。

在第一方法步骤110中对所述热载体介质进行压缩。所述压缩在此通过所述压缩机10来进行。

在第二方法步骤120中，所述热载体介质贯穿流过所述第一换热器20。

在第三方法步骤130中选择所述运行状态。优选所述制热/制冷系统具有至少三种能够选择的运行状态。所述选择在此根据所需要的要求来进行。首先要检测所述要求。

在所述第一种运行状态中，在对乘客舱中的空气进行干燥并且对所述驱动装置的组件进行冷却的同时对所述乘客舱进行加热。所述干燥借助于所述第二换热器30来进行。对于所述乘客舱的加热借助于所述第一换热器20来进行。所述第二换热器30在干燥时产生冷空气。冷空气的热能必须小于暖空气的热能，否则乘客空间会降温。这一点通过阀60、70、80、90的构成来保证。所述阀60、70、80、90如此构造，从而在第一阀切换位置中对所述乘客舱进行加热。此外，从所述机动车的环境中提取热能并且将其输送至所述机动车。在图2和所属的说明中示出了各个阀60、70、80、90的阀切换位置并且示出了所述第一种运行状态的作用原理。

在所述第二种运行状态中，通过所述第一换热器20仅仅对所述乘客舱进行加热。在这种运行状态中，从所述机动车的环境中提取热能。在图3和所属的说明中示出了各个阀60、70、80、90的阀切换位置并且示出了所述第二种运行状态的作用原理。

在所述第三种运行状态中，没有通过所述第一换热器20对所述乘客舱进行加热或者进行可忽略的加热。通过所述第三换热器40对所述驱动装置的组件进行冷却并且通过所述第二换热器30对所述乘客舱进行冷却和/或干燥。在图4和所属的说明中示出了所述各个阀60、70、80、90的阀切换位置并且示出了所述第三种运行状态的作用原理。

在第四方法步骤140中将所述第一阀60和所述第二阀70切换到第一或者第二或者第三阀切换位置中。所述阀60、70的切换在此根据所选择的运行状态来进行。在所述第一种运行状态中选择所述第一阀切换位置。在所述第二种运行状态中选择所述第二阀切换位置。在所述第三种运行状态中选择所述第三阀切换位置。

在所述第一种运行状态中如此切换所述阀60、70，从而通过所述第二换热器30对所述机动车客舱中的空气执行干燥并且通过所述第一换热器20对所述机动车客舱中的空气执行加热。此外，通过所述第三换热器40对所述驱动装置的组件执行冷却。此外，借助于所述第四换热器50从所述机动车的环境中提取热能并且将其排放至所述热载体介质。

在所述第二种运行状态中，如此切换所述阀60、70，使得所述热载体介质在第一阀60中膨胀并且被输送至所述第四换热器50。借助于所述第四换热器50，从所述车辆的环境空气中吸取热能。

在所述第三种运行状态中如此切换所述阀，从而将所述热载体介质引导至所述第四换热器50。在所述第一换热器20中没有对热载体介质进行冷却或者加热或者改变其聚集态。在所述第四换热器50中将热能排放至环境空气。由此所述聚集态从气态变为液态。将所述液态的热载体介质输送至所述第二阀70。在所述第二阀70中使热载体介质膨胀。所述膨胀引起以下结果：所述热载体介质变成主要为液态。随后，所述热载体介质被输送至所述第二换热器30和所述第三换热器40。

其他的关于运行状态和阀切换位置、所述热载体介质的聚集态的细节或者各个组件的作用原理以及各个组件的共同作用能够从关于图1到4的说明部分中得知。

所述热载体介质是流体，该流体在所述流体回路的内部循环。尤其所述热载体介质是天然的制冷剂、诸如碳氢化合物、二氧化碳、氨、丙烷、丁烷、丙烯、水或者是合成的制冷剂、诸如氯氟烃、部分卤化的氯氟烃以及氟碳氢化合物以及部分卤化的氟碳氢化合物。

Claims (22)

1.用于机动车的制热/制冷系统（1），其至少具有以下组件：

压缩机（10）；

第一阀（60）、第二阀（70）和第三阀（80）；

构造用于对第一空气流进行加热的第一换热器（20）；

构造用于对第二空气流进行冷却和/或干燥的第二换热器（30）；

构造用于对所述机动车的驱动装置的组件进行冷却的第三换热器（40）；

构造用于与所述机动车的环境交换热能的第四换热器（50）；

其特征在于，所述制热/制冷系统（1）的各个组件通过流体回路（5）共同作用、尤其连接，热载体介质在所述流体回路中循环。

2.根据前一项权利要求所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述制热/制冷系统（1）的各个组件通过仅仅一条唯一的流体回路（5）共同作用、尤其彼此连接。

3.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，在第一种运行状态中应该切换所述阀（60、70），从而能够同时运行所述第一、第二、第三和第四换热器（20、30、40、50），由此通过所述第二换热器（30）对机动车客舱中的空气进行干燥、通过所述第一换热器（20）对所述机动车客舱中的空气进行加热并且在使用来自环境的热能的情况下对所述驱动装置的组件进行冷却。

4.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，在第二种运行状态中如此切换所述阀（60、70），从而尤其在使用来自环境的热能的情况下仅仅对所述机动车客舱中的空气进行加热。

5.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，在第三种运行状态中如此切换所述阀（60、70），从而尤其在将所述热能排放至环境的情况下，仅仅对所述机动车客舱进行冷却和/或干燥并且对所述驱动装置的组件进行冷却。

6.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述第一阀（60）具有三条通路，其中所述第一阀（60）构造用于：同时根据其阀切换位置作为膨胀阀或/或作为方向阀起作用。

7.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述第二阀（70）具有三条通路，其中所述第二阀（70）构造用于：同时根据其阀切换位置来调节用于第一通路的膨胀和/或用于第二通路的膨胀。

8.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述第一换热器（20）如此构造，使得穿过其流过的第一空气流对所述机动车客舱进行加热，其中在所述第三种运行状态中能够中断利用空气来贯穿流过所述第一换热器（20）。

9.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述第一换热器（20）如此构造，使得所述热载体介质的聚集态从气态变为液态并且在此将热能排放至穿过其流过或者围绕其流过的空气。

10.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述第二换热器（30）构造为蒸发器，其中所述蒸发器在产生制冷能量的情况下将所述热载体介质的聚集态从液态变为气态，并且其中所述第二换热器（30）如此构造，使得其借助于所产生的制冷能量对穿过其流过的第二空气流进行冷却和/或干燥。

11.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述第二换热器（30）和所述第三换热器（40）彼此并联地连接，并且贯穿流过所述第二换热器（30）和所述第三换热器（40）的过程能够通过所述第二阀（70）来调节。

12.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述压缩机（10）、所述第一换热器（20）和所述第一阀（60）如此布置在所述流体回路（5）的内部，使得由所述压缩机（10）压缩的热载体介质在其贯穿流过所述第一阀（60）之前贯穿流过所述第一换热器（20）。

13.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，贯穿流过所述第四换热器（50）的情况以及贯穿流过所述第四换热器（50）的热载体介质的聚集态能够借助于所述第一阀（60）根据所述阀切换位置来调节。

14.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述第三阀（80）构造为双通路-低压阀，所述双通路-低压阀根据离开所述第四换热器（50）的热载体介质的压力来释放或者关闭通往所述压缩机（10）的旁通管路（81）。

15.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，设置了第四阀（90）、尤其止回阀，所述第四阀布置在所述第四换热器（50）与所述第二阀（70）之间并且防止从所述第一阀（60）流往所述第二阀（70）的热载体介质流往所述第四换热器（50）。

16.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，设置了储存器（95），其中所述储存器（95）如此布置在所述流体回路（5）中，使得所述热载体介质在贯穿流过所述压缩机（10）之前首先贯穿流过所述储存器（95），并且其中所述储存器（95）如此构造，使得其将所述热载体介质的气态的和液态的份额分开并且将所述热载体介质的气态的份额输送至所述压缩机。

17.根据前述权利要求之一所述的用于机动车的制热/制冷系统（1），其特征在于，所述第二换热器（30）和所述第三换热器（40）彼此并联地布置并且与所述储存器（95）和/或所述压缩机（10）串联地布置。

18.用于运行尤其根据前述权利要求之一所述的用于机动车的、具有组件的制热/制冷系统（1）的方法，具有以下步骤：

·对热载体介质进行压缩（110），

·贯穿流过（120）第一换热器（20），

·选择（130）运行状态，

·根据所选择的运行状态来切换（140）第一阀（60）和第二阀（70），

·从所述机动车的环境中提取（150）热能，并且借助于第四换热器（50）将所述热能输送到所述热载体介质中或者将所述热能从所述热载体介质上排放（150）至所述机动车的环境。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于以下步骤：

·如此切换所述阀（60、70），从而在第一种运行状态中通过所述第二换热器（30）对所述机动车客舱中的空气执行干燥并且通过所述第一换热器（20）对所述机动车客舱中的空气执行加热，并且通过所述第三换热器（40）对所述驱动装置的组件执行冷却，并且借助于所述第四换热器（50）从所述机动车的环境中提取热能并且将其排放至所述热载体介质。

20.根据权利要求18到19中任一项所述的方法，其特征以于以下步骤：

·如此切换所述阀（60、70），从而在第二种运行状态中使所述热载体介质在所述第一阀（60）中膨胀并且将其输送至所述第四换热器（50），并且借助于所述第二换热器（20）对所述第一空气流进行加热，并且将所述第一空气流输送至车辆客舱，并且借助于所述第四换热器（50）从所述机动车的环境中提取热能并且将其排放至所述热载体介质。

21.根据权利要求18到20中任一项所述的方法，其特征在于以下步骤：

·如此切换所述阀（60、70），从而在第三种运行状态中借助于所述第一阀（60）将经过压缩的热载体介质引导至所述第四换热器（50），并且所述热载体介质在贯穿流过所述第四换热器（50）之后并且在排放热能之后被输送至所述第二阀（70），所述第二阀使所述热载体介质膨胀并且将其输送所述第二换热器（30）和第三换热器（40）。

22.根据权利要求18到21中任一项所述的方法，其特征在于以下步骤：

·对第一空气流进行调节（160），其中根据对所述空气流的调节借助于所述第一换热器（20）从所述热载体介质中提取热能。