CN111520937A - 用于运行车辆的制冷设备的制冷剂回路的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在制冷设备运行中运行车辆的制冷设备的制冷剂回路(10)的方法，制冷剂回路包括：制冷器‑支路(1.0)，其具有制冷器(1)和在制冷器上游连接的第一膨胀装置(AE1)并与冷却剂回路(1.1)热耦合；至少一个与制冷器‑支路(1.0)并联的内室‑蒸发器支路(2.0)，其具有内室‑蒸发器(2)、在内室‑蒸发器上游连接的第二膨胀装置(AE2)和在内室‑蒸发器(2)下游连接的分段机构，分段机构设计为用于，防止制冷剂回流到内室‑蒸发器中；制冷剂压缩机(3)；冷凝器或气体冷却器(4)，在单制冷器模式中这样执行制冷设备运行：关闭第二膨胀装置(AE2)，借助于起动的或已经起动的制冷剂压缩机(3)从内室‑蒸发器中吸出制冷剂。

Description

用于运行车辆的制冷设备的制冷剂回路的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在制冷设备运行中运行车辆的制冷设备的制冷剂回路的方法。
背景技术
在车辆空调系统中使用制冷剂回路是已知的，其中一些变型规定了2-蒸发器设备、即前蒸发器和后蒸发器。取决于相应热传递的连接和主动/有效运行，制冷剂回路中所需的有效的制冷剂的需求会变化。
除前蒸发器之外，电气化车辆还需要独立的冷却装置作为至少一个内室-蒸发器，以用于对通常以高压电池的形式实现的蓄能器进行温度控制和调节。这种冷却装置可以通过制冷剂回路来实现，并且被称为主动电池冷却。这种冷却装置被实现为制冷剂-冷却剂-换热器，其用作蒸发器(通过冷却气流)或用作制冷器(通过冷却冷却剂流)。
还已知在热泵运行中使用车辆制冷设备的制冷剂回路来加热乘员室。在其作为热泵的功能中，制冷剂回路能够加热空气流或水流或冷却剂流，并将这些热量直接或间接散发到乘员室的空气中。根据车辆制冷设备的运行模式，无论是加热还是冷却，或者无论主动运行的换热器的数量有多少，在这种情况下，在制冷剂回路中为获得最佳运行模式而实际需要的制冷剂的量也将有所不同。
DE 10 2012 108 731 A1描述了一种用于运行车辆空调系统的制冷剂回路的方法，以用于调节车辆的乘员室的供输入空气流，其中，该制冷剂回路借助于热泵功能既能以制冷模式也能以加热模式运行。车辆空调系统还具有发动机冷却回路，该发动机冷却回路经由制冷剂-冷却剂-换热器作为制冷器与制冷剂回路热耦合，以实现水热泵。制冷器和蒸发器都在下游与制冷剂回路的制冷剂压缩机流体连接。为了防止制冷剂在水热泵运行期间积存在蒸发器中，在蒸发器的出口侧布置有止回阀。借助于冷凝器，将空气热泵实现为另一热泵，同时以车辆周围环境为热源。
在根据DE 10 2013 204 188 A1的制冷剂回路中，在热泵运行中，由制冷剂压缩机压缩的制冷剂经由加热调节器(Heizregister)、膨胀装置、可作为热泵冷凝器运行的空气-制冷剂-换热器被输入至具有在前连接的膨胀装置的制冷器和低压-制冷剂收集器还有制冷剂压缩机中。在此，制冷器串联连接在热泵冷凝器下游。在用于执行热泵运行的另一线路中，冷却器与热泵冷凝器并联连接。在这种并联连接中，可以通过制冷器的在上游连接的膨胀装置来调节该制冷器的功率。在制冷剂回路的冷却运行中，具有膨胀装置的内室-蒸发器与制冷器并联连接。在这种交流模式下，可以实现制冷器的独立的在冷却剂方面的功率调节，以便例如能够控制电动车辆的水冷却电池的温度。
DE 10 2015 015 125 A1描述了一种车辆空调系统，其具有制冷剂回路，该制冷剂回路可以作为具有加热功能的热泵回路以及具有冷却功能的制冷回路来运行，该制冷剂回路具有内室-蒸发器、制冷剂压缩机、第一制冷剂冷凝器/气体冷却器、分配给内室-蒸发器的第一膨胀装置，以及制冷剂-冷却剂-换热器，还具有用于执行加热功能的加热换热器，还具有在其中布置有内室-蒸发器和加热换热器的空调器，以及最后还包括在制冷剂的流动方向上在制冷剂-冷却剂-换热器下游的第二制冷剂冷凝器/气体冷却器，其在加热运行中把热量散发至在车辆内部中流动的输入空气流中以及在空调器中沿输入空气流的流动方向布置在内室-蒸发器和冷却剂-空气-换热器之间。具有另一个膨胀装置的制冷器与由内室-蒸发器和第一膨胀装置组成的蒸发器支路并联连接。
如果制冷器在制冷剂回路中单独地运行，即以所谓的单制冷器模式运行，则制冷设备的系统运行根据例如高压蓄能器方面的冷却效率要求通常在高于蒸发压力水平的低压水平上进行，该蒸发压力水平在主动内部冷却的同时，即在内室-蒸发器激活时被设置。较高的低压不利地导致低压侧上的制冷剂的较高密度，并且同时存在制冷剂在制冷器之后过早过热并且因此制冷剂在低压-制冷剂收集器处逸出的风险。如果使用位于高压侧的制冷剂收集器，则由于不再向制冷剂收集器充分供应制冷剂，因此会出现不再能在冷凝器或气体冷却器处调节过冷的效果。然而，这种效果可以在特殊的过冷冷凝器(冷凝器-收集器-过冷段)中以测量技术检测并平衡。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于以单制冷器模式运行制冷设备的制冷剂回路的改进方法。
在该用于在制冷设备运行中运行车辆的制冷设备的制冷剂回路的方法中，该制冷剂回路包括：
-制冷器-支路，该制冷器-支路具有制冷器和在该制冷器上游连接的第一膨胀装置并与冷却剂回路热耦合；
-至少一个与制冷器-支路并联的内室-蒸发器支路，该内室-蒸发器支路具有内室-蒸发器、在该内室-蒸发器上游连接的第二膨胀装置和在内室-蒸发器下游连接的分段机构，该分段机构设计为用于，防止制冷剂回流到内室-蒸发器中；
-制冷剂压缩机；以及
-冷凝器或气体冷却器，其中
-通过以下方式在单制冷器模式中执行制冷设备运行：关闭第二膨胀装置，并借助于起动的或已经起动的制冷剂压缩机从内室-蒸发器中吸出制冷剂。
为了使有效的制冷剂量最大化，在所述根据本发明的方法中，通过如下方式由制冷剂排空至少一个内室-蒸发器：首先关闭在该内室-蒸发器上游的第二膨胀装置并且通过在其起动或其运行期间由制冷剂压缩机产生的抽吸压力把制冷剂从内室-蒸发器中抽出。通过分段机构来阻止制冷剂回流到内室-蒸发器中，该分段机构可以设计为止回阀、截止阀或可截止的膨胀阀。
在该单制冷器模式下，与运行内室-蒸发器时相比，制冷设备可以在比低压侧工作压力高的低压水平下运行。由此在低的压缩机转速下的系统运行中出现了制冷剂回路的高压和低压之间的较低的压力比，并促使效率提高。
根据本发明的特别有利的改进方案，为了在制冷剂压缩机激活时获得高的抽吸压力，在规定的真空时间段内借助于第一膨胀装置以及借助于通过制冷剂压缩机增加制冷剂-体积流量的方式来将低压降低到低压侧的制冷器-工作压力下，其中，低压侧的制冷器-工作压力对应于一低压，在该低压下由制冷器产生所需的制冷功率。
在由电驱动器驱动的电动制冷剂压缩机中，通过增加转速来增加体积流量，而在由车辆的驱动装置驱动的机械的制冷剂压缩机中，通过调节制冷剂压缩机的摆动盘的摆动角度来实现运输量以及进而制冷剂-体积流量，由此利用制冷剂压缩机的驱动转速直接调节活塞冲程i.V.。
正在起动或已经在运行中的制冷剂压缩机称为激活的制冷剂压缩机，利用其输送的制冷剂-体积流量来调节低压。在低压侧的制冷器-工作压力下由制冷器提供的所需的制冷功率对应于待由制冷器冷却的部件的冷却功率要求，该部件例如是高压蓄能器。同时，一方面通过增加制冷剂-体积流量且另一方面借助于第一膨胀装置通过如下方式来把低压降低到低压侧的制冷器-工作压力下：该第一膨胀装置遵循用于设定调节目标——例如像冷却剂的设定温度——的控制器的规定以及在需要时通过制冷器调节制冷剂-体积流量。由此阻止了，电池被加载过冷的冷却剂，并防止温度降至允许的温度差以下。
通过这种被短暂地调节为低于实际的低压侧的制冷器-工作压力的低压，实现了高的吸出效果。
制冷剂从停止工作的内室-蒸发器支路或制冷设备系统的其它对于单制冷器运行而言是无效且分段的扇区的吸出效果的进一步改善由此实现：在真空时间段期间将低压降低到最小可能的低压值，其中，以如下方式确定该最小可能的低压值：使得允许的低压侧的系统限不被向下越过。为了达到该最小可能的低压值，将制冷剂压缩机的制冷剂-体积流量增大到一个值，直到制冷剂压缩机达到其最大运输量为止。
在真空时间段结束时，借助于第一膨胀装置(AE1)以及借助于减小由制冷剂压缩机调节的制冷剂-体积流量的方式来将低压再次升高到低压侧的制冷器-工作压力，在该制冷器-工作压力下通过制冷器产生所需的制冷效率。
优选地，规定的真空时间段对应于一直到待排空的内室-蒸发器支路中的低压或制冷设备系统的其它对于单制冷器运行而言是无效且分段的扇区中的低压适配于通过制冷剂压缩机调节的低压的时间段。
当然，根据本发明的方法也可以在具有热泵功能的制冷设备中实施。
附图说明
本发明的其它优点，特征和细节由对优选实施方案的以下描述以及根据示例性选出的系统线路的附图得出，该系统线路具有制冷设备的至少一个对单制冷器运行来说无效且可分段的系统部段。在此示出：
图1示出制冷剂回路的线路布置，用于在使用低压侧布置的制冷剂收集器的情况下实施根据本发明的方法的实施例，以及
图2示出对于根据图1的线路布置备选的线路布置，用于在使用高压侧布置的制冷剂收集器的情况下实施根据本发明的方法的实施例。
具体实施方式
为了简单起见，图1和图2分别示出车辆的制冷设备的制冷剂回路10，该制冷剂回路设置用于纯AC运行(制冷设备运行)。由于可以用简单的布线概念充分说明用于描述该方法的基本思想，并且可以将功能直接转用到具有热泵功能的设备及其无效的扇区中，因此省去了有关热泵运行的功能扩展。这些制冷剂回路10以相同的基本结构构成，并且分别在作为低压或高压-制冷剂收集器的制冷剂收集器的布置方面有所不同。在此应该提及，布置在低压侧的制冷剂收集器既可用于亚临界运行的制冷设备、也可用于超临界运行的制冷设备，而高压收集器主要用于纯亚临界运行的系统。
根据图1和图2的制冷剂回路10由以下部件组成：
-制冷剂压缩机3，
-外部冷凝器4或气体冷却器4，其与制冷剂压缩机3的高压出口流体连接，
-制冷器-支路1.0，具有：设置用于冷却车辆的电气部件(例如，高压电池，电力驱动部件等)的制冷器1；在制冷器1上游连接的、设计为具有截止功能的且设计为电气膨胀阀的第一膨胀装置AE1；以及在制冷器1下游连接的第一压力-温度传感器pT1，其中，制冷器1与冷却剂回路1.1热耦合，以用于冷却电气部件，
-内室-蒸发器支路2.0，具有：内室-蒸发器2和在内室-蒸发器上游连接的且设计为具有截止功能的第二膨胀装置AE2，其中，内室-蒸发器支路2.0与制冷器-支路1.0并联连接，
-制冷剂收集器6.1或6.2，该制冷剂收集器根据图1和图2作为具有下游连接的第二压力-温度传感器pT2的低压-制冷剂收集器6.1在下游连接在制冷器-支路1.0和内室-蒸发器支路2.0之后，并且该制冷剂收集器根据图2作为高压-制冷剂收集器6.2在下游连接在外部冷凝器4或气体冷却器4之后，
-内部换热器5，其高压侧将冷凝器4或气体冷却器4与制冷器-支路1.0和内室-蒸发器支路2.0流体连接，而其低压侧部段根据图1位于制冷剂回路10中的低压-制冷剂收集器6.1和制冷剂压缩机3之间，以及根据图2连接到制冷器-支路1.0和制冷剂压缩机3之间，
-在冷凝器4或气体冷却器4的下游连接的第三压力-温度传感器pT3，
-在制冷剂压缩机3的下游连接的第四压力-温度传感器pT4，
-根据图2在内室-蒸发器2下游连接的第五压力-温度传感器pT5，以及
-根据图2在制冷器-支路1.0和内室蒸发器2.0的并联连接的下游可选地基于运行策略在压缩机3之前连接的第六压力-温度传感器pT6。
如果高压-制冷剂收集器6.2集成在冷凝器4或气体冷却器4中，则第三压力-温度传感器pT3可设置在冷凝器4或气体冷却器4的下游。但是，由于此类设备通常是专门设置用于亚临界设备运行的系统，因此理论上可以省去第三压力-温度传感器pT3。
最后，对于根据图1和图2的制冷剂回路10来说，设置空调控制器作为控制单元(图中未示出)，待处理的输入信号——例如来自压力-温度传感器的实际值——被馈送到该空调控制器，以便由此产生控制信号或设定值作为输出信号以用于控制制冷剂回路10的各个部件。
根据图1和图2，内室-蒸发器支路2.0具有止回阀7。替代地，可以在该位置上布置截止阀或可截止的第三膨胀装置。因此，内室-蒸发器支路2.0受到第二膨胀装置AE2和止回阀7的限制。
首先，描述了根据图1和图2的制冷剂回路10的单制冷器运行，其中，仅制冷器1被运行用于专门的部件冷却(例如高压电池)，并且为此目的借助于第二膨胀装置AE2来切断内室-蒸发器支路2.0。
为了使最大的有效制冷量供该单制冷器运行使用以及进而可以产生用于冷却剂回路1.1的最大制冷功率，利用起动或已经激活的制冷剂压缩机3在第二膨胀装置AE2被切断时，首先借助于由制冷剂压缩机3产生的抽吸压力把制冷剂从内室-蒸发器2中吸出。通过被切断的第二膨胀装置AE2和止回阀7防止制冷剂回流到内室-蒸发器2中。
吸出过程通常要持续很长时间，直到在待排空的内室-蒸发器支路2.0中近似出现借助于制冷剂压缩机3所设定的低压的水平并且该水平取决于环境条件，其中在较高的温度下可以在较冷的条件下更快地实现排空，因为较冷的条件恰好有助于制冷剂冷凝，因此必须重新分配更多的制冷剂。
在吸出过程之后，借助于制冷剂压缩机3调节制冷器1的蒸发温度并进而调节冷却剂的设定温度。
为了获得更高的抽吸压力，随着制冷剂压缩机3的起动或者利用已经激活的制冷剂压缩机3在第二膨胀装置AE2被切断时，在规定的真空时间段期间借助于第一膨胀装置AE1的共同作用以及利用增大制冷剂压缩机3的制冷剂-体积流量来将低压降低到低压侧的制冷器-工作压力下。低压侧的制冷器-工作压力理解为是指一种低压，在该低压下由制冷器1产生所需的制冷功率。在低压侧的制冷器-工作压力下由制冷器1提供的所需的制冷功率对应于待由制冷器1冷却的部件的冷却功率要求，该部件例如是高压蓄能器。同时一方面通过增大制冷剂压缩机3的转速以及另一方面借助于第一膨胀装置AE1通过如下方式来把低压降到低压侧的制冷器-工作压力之下：该第一膨胀装置遵循用于设定调节目标、例如冷却剂的设定温度的控制器的规定以及在需要时通过制冷器1调节制冷剂流。由此阻止了，电池被加载过冷的冷却剂，并防止温度降至允许的温度差以下。
低压的降低也可以在低压侧的内室-蒸发器-工作压力下进行，该低压侧的内室-蒸发器-工作压力在内室-蒸发器2激活时、或在内室-蒸发器2激活且制冷器1也激活时出现。该低压侧的内室-蒸发器-工作压力对应于一种低压，在该低压下，通过内室-蒸发器根据引入车辆内部的输入空气流的预定的空气侧的吹出温度来产生所需的制冷功率。
该内室-蒸发器-工作压力，例如在使用制冷剂R744(CO2)时为37bar，在使用化学制冷剂(R1234yf)时例如为3.3bar，以便实现大约3℃的空气侧吹出温度。
降低到低压侧工作压力以下的低压，例如在使用制冷剂R744时为30bar，在使用化学制冷剂时为2.5bar。
制冷剂从停止的内室-蒸发器支路2.0的吸出效果的进一步改善由此实现：在真空时间段内将低压降低到最小可能的低压值，其中，以如下方式确定该最小可能的低压值：使得允许的低压侧系统限不被向上越过。为了达到该最小可能的低压值，将制冷剂压缩机3的制冷剂-体积流量增加到一个值，直到在极端情况下压缩机达到其最大输送量为止。
规定的真空时间段例如是60秒，并且对应于下述时间段：直到在待排空的内室-蒸发器支路2.0中低压适应于通过制冷剂蒸发器3设定的低压为止。真空时间段主要由环境条件以及与此相关的、关于制冷剂的可能的转移潜力的估计，以及与此相关的、把该制冷剂再次带回有效管线中的可能时间段来确定。
在该真空时间段过去之后，低压再次增大到用于单制冷器运行的低压侧的工作压力，以通过减少由制冷剂压缩机3输送的制冷剂-体积流量来达到在制冷器出口所需的冷却剂温度。当制冷剂从内室-蒸发器支路2.0完全抽出时，在制冷剂-体积流量减小并且低压与此相关地升高到制冷器-工作压力之后，该制冷器-工作压力持续存在。压力水平的升高可能是制冷剂残留且并未完全吸出的信号，但也可能是阀泄漏和制冷剂流入的信号。
补充地，应该提到的是，对于单制冷器运行，即使在特殊情况下(需要高的冷却功率)，恰好在这种模式下，会持续出现低压，该低压可以低于内室蒸发器运行的水平。
因此，对于根据图1和图2的制冷剂回路10的这种单制冷器运行，存在最大制冷剂填充量供使用。
在根据图1，图2的制冷剂回路10的这种单制冷器运行中，被压缩到高压的制冷剂从制冷剂压缩机3流入外部冷凝器4或气体冷却器4中，然后流入内部换热器5的高压段中，且随后借助于第一膨胀装置AE1在制冷器-支路1.0中解压。制冷剂从制冷器-支路1.0经由低压-制冷剂收集器6.1和内部换热器5的低压段回流到制冷剂压缩机3。在此，从冷却剂回路1.1传递到制冷剂的热量借助于冷凝器4或气体冷却器4传递到车辆的环境空气。
制冷剂回路10的低压-制冷剂收集器6.1的任务是，根据系统侧所需的制冷剂量，将进入的制冷剂的气态相和液相彼此分离，并且在体积缓冲器的意义上存储液态制冷剂或使之循环。
当制冷剂回路10起动时或当负载从蒸发器(即制冷器1和内室-蒸发器2)的双重运行改变为单制冷器运行时，这种低压-制冷剂收集器6.1还把制冷器1的制冷剂出口处的蒸汽含量调节为恒定值。通过低压-制冷剂收集器6.1设定的蒸气含量在制冷剂回路10的稳态下既出现在制冷器1的出口处、也出现在低压-制冷剂收集器6.1的制冷剂出口处。因此，由于所说明的低压-制冷剂收集器6.1的特性，制冷器1的制冷剂出口处的制冷剂状态以恒定的蒸汽含量(例如90％)的曲线接近冷凝曲线运行。同时，这意味着常规系统运行中的过热值为零。因此，根据亚临界或超临界的系统运行，借助于第一膨胀装置AE1或者进行通过第三压力-温度传感器pT3的过冷控制，或者进行至最佳高压的控制。
过冷控制如此进行，即经由第三压力-温度传感器pT3检测冷凝器4的出口处的压力和温度，并且从该值确定过冷量。如果实际值超过设定值，则打开第一膨胀装置AE1，直到达到设定值。如果实际值小于设定值，则关闭第一膨胀装置AE1，直到达到设定值。
调节到最佳高压意味着，通过第三压力-温度传感器pT3检测气体冷却器4的出口处的压力和温度，并且从该值确定设定高压的量。如果实际值移动到设定值之上，则打开第一膨胀装置AE1，直到达到设定值。如果实际值小于设定值，则关闭第一膨胀装置AE1，直到达到设定值。
如果借助于第二压力-温度传感器pT2在根据图1的制冷剂回路10中实现底部填充识别的功能，则在单制冷器模式中绝对不需要第一压力-温度传感器pT1，因为如上所述，在低压-制冷剂收集器6.1的出口和制冷器1的制冷剂出口处的压力-温度情况几乎相同。此外，如果制冷器1的运行总是与另一蒸发器——即内室-蒸发器2——的运行严格分开，则对于根据图1的制冷剂回路10可以持续地取消第一压力-温度传感器pT1。如果设置至少两个蒸发器、即制冷器1和内室-蒸发器2的并联运行，则必须使用该第一压力-温度传感器pT1。
可替代地，这种压力-温度传感器PT1也可以设置在内室-蒸发器2的出口处而不是在制冷器1的出口处，而且，甚至两个蒸发器1和2中的每一个都可以设置有压力-温度传感器。
在单制冷器模式下，特别是根据制冷器1中冷却剂的始流温度，与借助于制冷器1和内室-蒸发器2的多蒸发器运行相比，当被调节为过冷或最佳高压时，在制冷剂回路10中出现明显更高的低压。特别是在制冷器1的冷却剂回路1.1的冷却水中高的始流温度下，获得在低压中的高值，其随着始流温度的下降或冷却需求的增加而降低(差温水始流至回流)。特别地，随着制冷器1处的冷却剂的始流温度升高，制冷剂回路10中的低压升高。
随着制冷剂的低压的升高，其密度也增加并且因此导致在制冷剂回路10的低压段中的制冷剂需求增加，也就是说，在极端情况下存在制冷剂填充不足。这意味着在单制冷器模式下，如果低压-制冷剂收集器6.1为空，即不会再后续提供制冷剂且其存储已耗尽，则在制冷器1的制冷剂出口处制冷剂不再能在制冷剂的两相区域中运行，并进而无法在左侧和冷凝曲线附近运行。低压-制冷剂收集器6.1排空，在制冷器1的制冷剂出口处以及进而在低压-制冷剂收集器6.1的出口处，出现制冷剂的过热增加。
随着制冷剂密度的增加以及因此质量流量的增加，在制冷剂压缩机3处也可能出现转矩过载。
一旦借助于第一压力-温度传感器pT1(或者可能借助于第二压力-温度传感器pT2)检测到制冷剂压缩机3的这种转矩过载和/或制冷器1的制冷剂出口处的制冷剂的过热的增加，就通过调整制冷剂压缩机3的转速并进而调整冷却功率来通过在尤其可设计为电动压缩机的制冷剂压缩机3处进行调节干预来降低低压。低压的降低取决于环境条件和制冷器1处的负荷下降来进行，即一直减小系统中的低压，直到不再检测到过热或转矩问题为止。随着最大允许的低压的这种向上限制，低压的、即以任意方式增加的自由度受到限制。应当注意，随着低压水平的降低，此时在制冷剂和冷却剂之间的驱动温度梯度也增加，并由此导致制冷功率的增加并且因此导致冷却剂温度降低。
与过热增加相关联地出现的另一种负面特性表现为向制冷剂压缩机3的回油输送变差，因为此时油将越来越多地存储在低压-制冷剂收集器6.1中，并且由于缺少液态制冷剂相——油随着该相进入混合物，到制冷剂压缩机3的输送介质不再可用。
可替代地，通过控制制冷剂压缩机3将低压限制为最大低压值，从而防止在制冷器1的制冷剂出口处的低压进一步增加。最大低压值取决于环境条件和制冷器1的冷却功率，也就是说，在制冷剂回路10起动时，在从内室-蒸发器支路2.0吸出制冷剂之后，蒸发温度应设置为一低于环境温度的值，或者在开始时以该值为指向以及随着运行的持续再次在考虑第一压力-温度传感器pT1处的值的情况下接近效率最佳的运行点。
随着低压的降低，制冷器1中的制冷剂的蒸发温度也降低。为了恢复在低压降低之前产生的制冷器1的制冷功率，通过制冷剂压缩机3和第一膨胀装置AE1的相互作用来再次调节该制冷功率，这通过增加行程或转速并移动第一膨胀装置AE1，也就是说通常通过进一步节流来对新的边界条件做出反应来实现。
在根据图2的制冷剂回路10的单制冷器运行中，被压缩为高压的制冷剂从制冷剂压缩机3流入外部冷凝器4或气体冷却器4，然后流入高压-制冷剂收集器6.2，之后流入内部换热器5的高压段，以便随后借助于第一膨胀装置AE1在制冷器-支路1.0中解压。制冷剂从制冷器-支路1.0经由内部换热器5的低压段回流到制冷剂压缩机3。在此，从冷却剂回路1.1传递到制冷剂的热量连同在压缩机侧引入的能量借助于冷凝器4或气体冷却器4被传递至车辆的环境空气。
冷凝器4也可以设计成具有集成的高压-制冷剂收集器6.2，通常，在高压-制冷剂收集器6.2下游还有由几根扁平管组成并集成在环境换热器中的过冷段，在该过冷段的出口处在下游连接有内部换热器5的高压段。
在该单制冷器模式中，在从内室-蒸发器支路2.0中吸出制冷剂之后，在根据图2的制冷剂回路10中制冷器1的制冷剂出口处的过热也靠近制冷剂的冷凝曲线运行。吸出以上述方式借助于在关闭的截止机构AE2中通过由制冷剂压缩机3产生的抽吸压力吸出制冷剂来进行，或者借助于为了提高制冷剂压缩机3的抽吸压力把低压降低至低于低压侧的设定工作压力或者降低至最小可能的低压值来进行。
借助于第一膨胀装置AE1将制冷器1的制冷剂出口处的过热调节到3K与5K之间的值，其中，借助于第一压力-温度传感器pT1检测过热程度。在制冷器1的最大制冷功率需要下，将设计为电动膨胀阀的第一膨胀装置AE1设置为最小的、但仍可检测的可靠的过热值，而制冷剂压缩机3同时设置最小的低压。
在单制冷器模式下，与借助于制冷器1和内室-蒸发器2进行的多蒸发器运行相比，在这种调节中出现制冷剂回路10中明显更高的低压。特别是当制冷器1的入口处的冷却剂始流温度升高时，制冷剂回路10中的低压升高。
随着制冷剂低压的升高，其密度也增加，因此导致在制冷剂回路的低压段中的制冷剂需求增加，也就是说存在制冷剂填充不足。这意味着在单制冷器模式下，由于制冷剂填充不足导致制冷剂在制冷器1的制冷剂出口处过热增加，因此制冷器1的制冷剂出口处的制冷剂不再能够接近冷凝曲线运行。
随着制冷剂密度的增加，也可能在制冷剂压缩机3上发生转矩过载。
一旦借助于第一压力-温度传感器pT1检测到制冷剂压缩机3的这种转矩过载和/或在制冷器1的制冷剂出口处的制冷剂的过热增加，则通过降低制冷剂压缩机3的转速并进而降低冷却功率来对设计为电动压缩机的制冷剂压缩机3进行控制干预来降低低压。低压的降低取决于环境条件和制冷器1处的负荷下降，也就是说一直降低系统中的低压，直到过热现象在目标区域内移动和/或不再检测到转矩过载为止。通过向上限制最大允许的低压，低压的以任意方式增加的自由度受到限制。
在内室-蒸发器2的出口处，压力-温度传感器pT5负责监控在内室-蒸发器2的出口处的制冷剂的过热调节。
可替代地，通过控制制冷剂压缩机3将低压限制到最大允许的低压值，从而防止在制冷器1的制冷剂出口处的低压进一步升高。最大低压值根据环境条件和制冷器1的冷却功率来确定，也就是说在起动制冷剂回路10时，在将制冷剂从内室-蒸发器2中吸出之后，蒸发温度应设置为一低于环境温度的值，或者在开始时以该值为指向以及随着运行的持续再次在考虑第一压力-温度传感器pT1处的值的情况下接近效率最佳的运行点。
随着低压的降低，制冷器1中的制冷剂的蒸发温度也降低。为了恢复在低压降低之前产生的制冷器1制冷功率，通过制冷剂压缩机3和第一膨胀装置AE1的相互作用来再次调节该制冷功率，这通过增加行程或转速并移动第一膨胀装置AE1，也就是说通常通过进一步节流来对新的边界条件做出反应来实现。
应该补充的是，如果制冷器1和内室-蒸发器2总是分开运行，即两个换热器永远不会同时运行，则省去了两个压力-温度传感器pT1和pT5，且可以用位于制冷器-支路1.0和内室-蒸发器支路2.0的节点下游的压力-温度传感器pT6代替。
在图1和图2中在内室-蒸发器2下游连接的止回阀7防止了，在单制冷器模式中，制冷剂特别是在吸出之后返回积存到内室-蒸发器2中。如果该止回阀7例如由截止机构或膨胀装置代替，则该截止机构或膨胀装置承担该功能。
当然，根据图1和图2的制冷剂回路10也可以处于多蒸发器运行中，也就是说，以制冷器1和内室-蒸发器2的并行运行的模式运行。由于这种多蒸发器运行是本领域技术人员已知的，因此省略了详细描述。
在根据图1和图2的制冷剂回路10中，在单制冷器模式中代替设计为电膨胀阀的第一膨胀装置AE1，其也可以实现为可被关闭的热膨胀装置或具有限定的开口横截面的可关闭的孔口管。因此，如果必要的话，必须通过膨胀装置围绕制冷器处的冷却剂表达温度的设定值的循环运行来调节制冷器1的冷却剂回路1.1的冷却剂温度的精确设定。
关于高压-制冷剂收集器6.2，应当注意，在下游在集成到冷凝器4中的过冷段被流经之前，收集瓶也可以集成到冷凝器4中。在这种情况——其以这种构造方式不能用于作为空气热泵的构造——下，可以省去第三压力-温度传感器pT3，因为借助于在其中集成有高压-制冷剂收集器6.2和过冷段的冷凝器4，制冷剂的过冷已经独立设置。然而，该压力-温度传感器pT3可以检测上述的过冷，并且进而，如果该过冷趋于零或消失，则说明整个冷凝器布置中充满了制冷剂。结果，随着从非激活区域吸出制冷剂的增加，过冷仅在稍后的时间点才消失。
此外，所描述的方法也可以在具有热泵功能的制冷剂回路10中实施。在这些应用情况中，除了内室-蒸发器支路2.0之外，还出现了加热调节段。
最后，所描述的方法可以用于所有已知的制冷剂，例如R744，R134a，R1234yf等，其中，尤其对于R744系统仅考虑低压-制冷剂收集器6.1。
附图标记列表：
1制冷剂回路10的制冷器
1.0制冷器-支路
1.1制冷器1的冷却剂回路
2内室-蒸发器
2.0内室-蒸发器支路
3制冷剂压缩机
4冷凝器或气体冷却器
5内部换热器
6.1低压-制冷剂收集器
6.2高压-制冷剂收集器
7止回阀
10制冷剂回路
AE1第一膨胀装置
AE2第二膨胀装置
AE3第三膨胀装置
pT1压力-温度传感器
pT2压力-温度传感器
pT3压力-温度传感器
pT4压力-温度传感器
pT5压力-温度传感器

Claims (5)

1.一种用于在制冷设备运行中运行车辆的制冷设备的制冷剂回路(10)的方法，所述制冷剂回路包括：
-制冷器-支路(1.0)，该制冷器-支路具有制冷器(1)和在该制冷器上游连接的第一膨胀装置(AE1)并与冷却剂回路(1.1)热耦合；
-至少一个与制冷器-支路(1.0)并联的内室-蒸发器支路(2.0)，该内室-蒸发器支路具有内室-蒸发器(2)、在该内室-蒸发器上游连接的第二膨胀装置(AE2)和在内室-蒸发器(2)下游连接的分段机构，该分段机构设计为用于，防止制冷剂回流到内室-蒸发器中；
-制冷剂压缩机(3)；以及
-冷凝器或气体冷却器(4)，其中，
-通过以下方式在单制冷器模式中执行制冷设备运行：关闭第二膨胀装置(AE2)，借助于起动的或已经起动的制冷剂压缩机(3)从内室-蒸发器(2)中吸出制冷剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在制冷剂压缩机(3)激活时获得最大抽吸压力，在规定的真空时间段期间借助于第一膨胀装置(AE1)以及借助于通过制冷剂压缩机(3)增加制冷剂-体积流量的方式来将低压降低到低压侧的制冷器-工作压力下，其中，低压侧的制冷器-工作压力对应于一低压，在该低压下由制冷器(1)产生所需的制冷功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在真空时间段期间将低压降低到最小可能的低压值，其中，以如下方式确定该最小可能的低压值：使得制冷剂回路(10)的允许的低压侧系统限不被向下越过。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在真空时间段结束时，借助于第一膨胀装置(AE1)以及借助于减小由制冷剂压缩机(3)输送的制冷剂-体积流量的方式来将低压升高到制冷器-工作压力。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，规定的真空时间段对应于一直到待排空的内室-蒸发器支路(2.0)中的低压适配于通过制冷剂压缩机(3)调节的低压的时间段。
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