CN106322858A - 用于机动车辆中的制冷回路的控制方法及控制回路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆中的制冷回路，该制冷回路具有一个制冷剂压缩机(8)，该制冷剂压缩机在输出侧上被连接到一条压力管线(4)并且在输入侧上被连接到一条抽吸管线(6)；具有至少一个冷凝器(10)；具有至少一个调节膨胀阀(14)；具有至少一个蒸发器(16)并且具有至少一个内部热交换器(12)，其中该调节膨胀阀(14)在该抽吸管线(6)的一个检测区(20)中具有作为控制变量的一个温度tE，其中用于该调节膨胀阀(14)的检测区(20)被安排在该内部热交换器(12)的输出端。本发明还涉及一种用于机动车辆中的制冷回路的控制方法。

Description

用于机动车辆中的制冷回路的控制方法及控制回路
本申请是于2012年8月28日提交的名称为“用于机动车辆中的制冷回路”的发明专利申请201210310059.1的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆中的制冷回路，该制冷回路具有一个制冷剂压缩机，该制冷剂压缩机在输出侧上连接到一条压力管线并且在输入侧上连接到一条抽吸管线；具有至少一个冷凝器；具有至少一个调节膨胀阀；具有至少一个蒸发器并且具有至少一个内部热交换器，其中该调节膨胀阀在该抽吸管线的一个检测区中具有作为控制变量(e)的一个温度tE。
背景技术
这种制冷回路是众所周知的。在这种制冷回路的最简单类型的结构中，压力管线从压缩机的输出端、经过冷凝器延伸到膨胀阀的输入端。在该膨胀阀中，压力被降低，并且因此该抽吸管线被连接到该膨胀阀的输出端，从而引导经过该蒸发器并且在压缩机输入端处终止。压缩机改变了制冷剂在压力和温度方面的状态。在这种情况下，因为蒸汽状态的制冷剂高度过热，所以压缩机出口处的温度高于冷凝器中的液化温度。在冷凝器入口，制冷剂仍然处于高度过热状态。冷凝器向环境释放热量，因此制冷剂在冷凝器出口处是处于液体状态。制冷剂具有特定的液化温度和特定的液化压力，这被称为饱和温度和饱和压力。在冷凝器出口，液体过冷，即液体被冷却到低于饱和温度的温度。在该膨胀阀中，制冷剂的状态有进一步的变化。由于在这里进行的减压，制冷剂开始沸腾。在蒸发器入口，现在存在着处于液体和蒸汽状态的制冷剂的混合状况。在蒸发器中，制冷剂现在吸收热量，并且因此在蒸发器的出口是处于蒸汽状态，并且以此方式被压缩机吸入该抽吸管线中。为了避免损坏压缩机，在蒸发器输出端的制冷剂必须是处于过热的气态。一种确保制冷剂在蒸发器的输出端处于过热状态的措施涉及将该膨胀阀作为调节膨胀阀的实施方案。在这种情况下，该膨胀阀在蒸发器的输出端处具有作为控制变量的温度tE。如果制冷剂然后处于进一步高度过热的状态中，即处于高温度tE，则太少的制冷剂被注入蒸发器中，并且制冷剂的质量流量可能增加。相反，随着探测器温度相对于蒸发器输出端处在过热状态下的温度下降，阀开口变小。一种提高这种制冷回路的效率的措施涉及在压力管线和抽吸管线中提供一个内部热交换器。通过这个内部热交换器，高压下的冷却的制冷剂被传递给该膨胀阀，并且过热的膨胀的冷却剂被传递给压缩机。有待液化的制冷剂由此被进一步过冷，结果是在膨胀后制冷剂中液体的比例上升，并且因此更多的液体制冷剂可用于蒸发。内部热交换器由此提高了制冷能力并且还提高了该制冷回路的效率。
效率的提高可以导致压缩机的功耗减小。这进而具有的作用是：可以实现燃料消耗和排放量的减少。由于减小的功率需求，可实现可使用较小的压缩机。
发明内容
因此，本发明的目标是提供用于机动车辆中的制冷回路，该制冷回路提供了效率的进一步改善。
该目标通过如下方式实现：用于该调节膨胀阀的检测区被安排在抽吸侧的内部热交换器的输出端。这确保了在压缩机输入端只有气态的制冷剂存在。另一方面，制冷剂还可在蒸发器输出端仍以混合的/蒸汽的状态存在。只有在穿过内部热交换器之后，制冷剂才处于气态。以这种方式，制冷剂可以在更大程度上被冷却，由此使之能改进蒸发器中的热量释放，这进而对效率具有积极影响。此外，根据本发明的制冷回路确保了：因为制冷剂在整个蒸发器区都处于湿蒸汽相，所以制冷剂的冷却能力被均匀地分布在整个蒸发器中。
在一个有利的实施方案中，该调节膨胀阀被实施为一个热力膨胀阀(thermostatisches Expansionsventil)，该热力膨胀阀通过作为该抽吸管线的一部分的一条控制管线而连接到该内部热交换器的输出端。
在第二个有利的实施方案中，该调节膨胀阀被实施为一个热力膨胀阀，该热力膨胀阀具有一个检测器安排，该检测器安排的检测器被安排在该检测区中。
附图说明
本发明将在下文参照附图予以更详细地解释，在这些附图中：
图1示出了根据本发明的一个示意性制冷剂回路；并且
图2示出了根据图1的一个制冷回路的简化的压力-焓图。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的制冷回路并且现在参见图2中的压力-焓图予以更详细地解释。制冷回路具有一条压力管线4和一条抽吸管线6。压力管线4在压缩机8的输出端开始。压缩机8将制冷剂压缩到一个液化压力PV，这在图2中是由状态变化A来表明的。制冷剂以液化压力PV被传递到冷凝器10，在该冷凝器中制冷剂释放热量，结果是该制冷剂在冷凝器10的输出端是处于液态并且它具有液化温度tV。这种状态变化在图2中用B表示。
从冷凝器10开始，制冷剂被传递至内部热交换器12，在该内部热交换器中压力管线4中的制冷剂向该抽吸管线6中的制冷剂释放热量，这由压力-焓图中的状态变化C来表明。从内部热交换器12开始，制冷剂以压力PV被传递到调节膨胀阀14。在对整个制冷回路进行说明之后，下面更详细地解释对膨胀阀14的调节控制。
在膨胀阀14中，存在制冷剂的状态变化，从而使得压力被降低到P0，并且温度下降到一个温度t0。然后制冷剂开始沸腾并且然后处于被称为湿蒸汽区的区域内，这由图2中状态变化D来表明。
在膨胀阀14的输出端，该抽吸管线6接着开始，在该抽吸管线中制冷剂被传递给蒸发器16，在蒸发器中制冷剂进一步被蒸发并且吸收热量。不同于现有技术，这是在恒定的温度t0和恒定的压力P0下发生的。在蒸发器16的输出端17，制冷剂仍然在湿蒸汽区中并且不像现有技术中惯常的那样处于过热状态，其中温度已升高了。蒸发器中的吸热状态在图2中用E表示。然后制冷剂穿过内部热交换器12，从而从压力管线4中的制冷剂中吸收热量并因此变得过热，这由图2中状态变化F来表示。然后制冷剂经由该抽吸管线6、穿过该膨胀阀14而传递到压缩机8的输入端，由此完成了制冷回路2。
在当前情况下，该抽吸管线6的从内部热交换器12的输出端引导至膨胀阀14的部分也可以称为该调节膨胀阀14的一条控制管线18。本身是已知的膨胀阀14的构造方式是使得它在温度tE＝t0+tx下被打开，这种打开以及因此该制冷剂的质量流量同样随tx的升高而增大。
当然，还可实现直接从内部热交换器12到压缩器8来布置该抽吸管线6，其中一个适当的检测器安排被提供在内部热交换器12的输出端，所述检测器安排尤其以一种适当的方式将热交换器的输出端处的温度tE传递至该调节膨胀阀14。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆中的制冷回路的控制方法，其特征在于，该制冷回路具有一条压力管线(4)和一条抽吸管线(6)，该压力管线(4)在压缩机(8)的输出端开始，该压缩机(8)将制冷剂压缩到一个液化压力PV，接着制冷剂以液化压力PV被传递到冷凝器(10)，在该冷凝器(10)中制冷剂释放热量，结果是该制冷剂在冷凝器(10)的输出端是处于液态并且它具有液化温度tV；
从该冷凝器(10)开始，制冷剂被传递至内部热交换器(12)，在该内部热交换器中压力管线(4)中的制冷剂向该抽吸管线(6)中的制冷剂释放热量，从该内部热交换器(12)开始，制冷剂以压力PV被传递到调节膨胀阀(14)，该调节膨胀阀(14)在该抽吸管线(6)的一个检测区(20)中具有作为控制变量的一个温度tE；
在膨胀阀(14)中，存在制冷剂的状态变化，从而使得压力被降低到P0，并且温度下降到一个温度t0，然后制冷剂开始沸腾并且然后处于被称为湿蒸汽区的区域内；
该膨胀阀(14)的检测区被安排在抽吸侧的内部热交换器的输出端，以使在压缩机输入端只有气态的制冷剂存在。
2.如权利要求1所述的制冷回路的控制方法，其特征在于，该抽吸管线(6)连接在膨胀阀(14)的输出端，在该抽吸管线中制冷剂被传递给蒸发器(16)，在该蒸发器(16)中制冷剂进一步被蒸发并且吸收热量，并且这是在恒定的温度t0和恒定的压力P0下发生的。
3.如权利要求2所述的制冷回路的控制方法，其特征在于，在该蒸发器(16)的输出端(17)，制冷剂仍然在湿蒸汽区中，而非处于过热状态，即，制冷剂在整个蒸发器区都处于湿蒸汽相。
4.如权利要求3所述的制冷回路的控制方法，其特征在于，制冷剂接着穿过该内部热交换器(12)，从而从压力管线(4)中的制冷剂中吸收热量并因此变得过热，使得制冷剂处于气态。
5.如权利要求4所述的制冷回路的控制方法，其特征在于，制冷剂接着经由该抽吸管线(6)、穿过该膨胀阀(14)而传递到压缩机(8)的输入端。
6.如权利要求1所述的制冷回路的控制方法，其特征在于，该膨胀阀(14)的构造方式是使得它在温度tE＝t0+tx下被打开，这种打开以及因此该制冷剂的质量流量同样随tx的升高而增大。
7.如权利要求6所述的制冷回路的控制方法，其特征在于，能够直接从该内部热交换器(12)到该压缩器(8)来布置该抽吸管线(6)，其中一个检测器安排被提供在内部热交换器(12)的输出端，所述检测器安排由此将热交换器的输出端处的温度tE传递至该调节膨胀阀(14)。
8.一种用于机动车辆中的制冷回路，其采用如上述权利要求1-7中任一项所述的控制方法来运行，具有一个制冷剂压缩机(8)，该制冷剂压缩机在输出侧上被连接到一条压力管线(4)并且在输入侧上被连接到一条抽吸管线(6)；具有至少一个冷凝器(10)；具有至少一个调节膨胀阀(14)；具有至少一个蒸发器(16)并且具有至少一个内部热交换器(12)，其中该调节膨胀阀(14)在该抽吸管线(6)的一个检测区(20)中具有作为控制变量的一个温度tE，其特征在于，该用于调节膨胀阀(14)的检测区(20)被安排在该内部热交换器(12)的输出端。
9.如权利要求8所述的制冷回路，其特征在于，该调节膨胀阀(14)被实施为一个热力膨胀阀，该热力膨胀阀通过作为该抽吸管线(6)的一部分的一条控制管线(18)而连接到该内部热交换器(12)的输出端。
10.如权利要求8所述的制冷回路，其特征在于，该调节膨胀阀(14)被实施为一个热力膨胀阀，该热力膨胀阀具有一个检测器安排，该检测器安排的检测器被安排在该检测区(20)中。
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CN112424006A (zh) * 2018-07-25 2021-02-26 三菱重工制冷空调系统株式会社 车辆用空调装置
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