CN113733845A - 车辆的改进的冷却和加热设备以及系统和具有其的车辆和用于其的方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于车辆的冷却和加热设备，其中冷却和加热设备具有：制冷剂回路，制冷剂回路包括压缩机、液体‑制冷剂‑热交换器、至少一个膨胀元件和空气‑制冷剂‑热交换器；以及接口，接口构成用于将液体‑制冷剂‑热交换器也连接到液体回路上，其中冷却和加热设备具有旁路，冷却和加热设备具有至少一个第一阀，其设立用于打开和关闭旁路；在旁路中设置有液体‑空气‑热交换器，并且设置用于经过空气‑制冷剂‑热交换器进行空气输送的空气输送装置也借助相同的空气流动路径设置用于经过液体‑空气‑热交换器进行空气输送。此外，本发明涉及一种冷却和加热系统以及具有其的车辆，还涉及一种用于控制冷却和加热系统的方法。

Description

车辆的改进的冷却和加热设备以及系统和具有其的车辆和用 于其的方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的冷却和加热设备，其中冷却和加热设备具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括：可电运行的压缩机；可作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器；膨胀元件；和可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器，以及包括构成用于将液体-制冷剂-热交换器也连接到液体回路的接口。在常见的制冷剂回路中，在循环中由压缩机压缩的温暖的制冷剂流到冷凝器/气体冷却器，在其中所述制冷剂进一步通过膨胀元件放热，在所述膨胀元件中制冷剂膨胀并且在此冷却，并且然后通过蒸发器直至随后最终通过吸入口再次进入压缩机中，在所述蒸发器中制冷剂吸收热量。冷凝器/气体冷却器构成为冷凝器或气体冷却器。如果例如为CO2的制冷剂在冷凝器/气体冷却器中超临界地运行，那么所述冷凝器/气体冷却器作用为气体冷却器，而在例如为R-1234yf的制冷剂仅亚临界地运行的实施方案中，所述冷凝器/气体冷却器用作为冷凝器。这种冷却和加热设备在运行时连接到液体回路上，并且与液体回路的部件一起形成冷却和加热系统。本发明还涉及这种冷却和加热系统并且此外涉及具有该冷却和加热系统的车辆。在运行时，在至少一次地设定冷却和加热系统时，液体回路的液体在可作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器中被加热，并且流经可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器的空气能够被冷却。本发明还涉及一种用于控制这种冷却和加热系统的方法。

背景技术

已知用于车辆的包括制冷剂回路的冷却和加热设备，所述冷却和加热设备可连接到或者已连接到液体回路上。在US 6,457,324 B2的图7中公开了这种设备的实施例。所述设备具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括：可电运行的压缩机；可作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器；膨胀元件和可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器。在此液体-制冷剂-热交换器连接到具有液体-空气-热交换器的液体回路上，从而形成相应的系统。由此，在可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器中，流经其的空气虽然可被冷却，但不利的是，在该处不产生如下可行性：主动地加热空气。结果是附加的加热设备可能用于加热这种空气，这引起相应的材料和空间需求以及成本耗费。在US 6,457,324 B2的图7中公开的实施方案中，在液体-制冷剂-热交换器中加热的液体的热量不被使用地向外释放。在该处的实施方案中未提出即使在制冷剂回路关断时空气处理的可能性。其无法足够灵活地使用。DE 198 55 309 A1示出一种加热回路，所述加热回路在高压侧上热耦合到制冷剂回路上。在WO 2018/185415 A1和EP 3 628 516 A1中分别公开了一种用于车辆的加热和冷却设备，其具有制冷剂回路和经由液体-制冷剂-热交换器在高压侧上热耦合到所述制冷剂回路上的液体回路。然而，在此，在液体回路运行时，液体总是不利地流经液体-制冷剂-热交换器和一个加热和冷却设备的至少一个另外的液体-空气-热交换器。在DE4318255A1中公开了一种用于车辆的加热和冷却设备，其包括制冷剂回路和经由液体-制冷剂-热交换器在高压侧上热耦合到所述制冷剂回路上的液体回路。然而，在此，在液体回路运行时，液体总是不利地流经一个加热和冷却设备的设置用于检测驱动器的废热的热交换器。此外，在DE 4318255A1中，制冷剂回路除了蒸发器之外还具有第二空气-制冷剂-热交换器，所述第二空气-制冷剂-热交换器仅可作为冷凝器运行，这不利地引起重量和材料耗费的提高。DE 10 2018 117 097 A1示出一种空调系统，所述空调系统具有制冷剂回路和经由液体-制冷剂-热交换器热耦合到所述制冷剂回路上的液体回路。但是，在该处，液体-制冷剂热交换器仅作为蒸发器运行，在所述蒸发器中只能冷却液体。

发明内容

因此，本发明基于以下问题：提供一种用于车辆的改进的，如尤其关于空气处理中的灵活性改进的冷却和加热设备，所述冷却和加热设备包含制冷剂回路。

提供具有这种冷却和加热设备的冷却和加热系统也基于相应的问题。

此外，提供具有这种冷却和加热系统的车辆也基于相应的问题。

此外，本发明基于用于控制车辆中的冷却和加热系统的相应问题。

本发明所基于的问题通过根据本发明的冷却和加热设备来解决。用于车辆的冷却和加热设备，其中冷却和加热设备具有：制冷剂回路，所述制冷剂回路包括可电运行的压缩机、可作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器、至少一个膨胀元件和可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器；以及构成用于将液体-制冷剂-热交换器也连接到液体回路上的接口，其中冷却和加热设备具有旁路，所述旁路通往液体-制冷剂-热交换器的设置用于液体回路的区域和/或通往冷却和加热设备的设置用于液体回路的液体管线的无热交换器的另一区域，冷却和加热设备具有至少一个第一阀，所述第一阀设立用于打开和关闭旁路，并且在旁路中设置有液体-空气-热交换器，其中液体-空气-热交换器构成为，使得在该处在流过旁路的液体中并且在流经液体-空气-热交换器的空气中，在液体和空气之间可传递热量，并且设置用于经过空气-制冷剂-热交换器输送空气的空气输送装置也设置用于经过液体-空气-热交换器来输送空气，其中空气流动路径既伸展经过空气-制冷剂-热交换器又伸展经过液体-空气-热交换器，通过这种方式，解决了所述问题。具有液体-制冷剂-热交换器的集成区域的设置用于液体回路的液体管线从用于液体回路的接口到接口伸展。通往一个区域的旁路应理解为旁通分支，通过所述旁通分支能够绕过所述区域。液体管线的无热交换器的区域是指不伸展经过热交换器的液体管线区域。也就是说，这种液体管线区域不具有热交换器。

本发明尤其具有如下优点：冷却和加热设备具有紧凑的构造，并且不仅可用于冷却而且可用于加热空气，其中所述冷却和加热设备只要其不具有自身的电流源就能够仅具有用于液体回路和用于其电流供给的接口作为接口。在通过在连上液体回路时流经旁路的温暖的液体来加热液体-空气-热交换器中的空气时，能够关断冷却和加热设备的制冷剂回路，这节省了能量。不需要附加的加热热交换器，使得节省了空间、材料和成本。存在如下可行性：在相同的空气流中，通过液体-空气-热交换器加热空气，并且通过空气-制冷剂-热交换器冷却空气。通过仅一个共同的空气输送装置节省了空间和材料。此外，改进了在空气-制冷剂-热交换器结冰时的除霜。空气输送装置例如是轴流式风扇或径流式风扇或双径流式风扇。

在下文中提出本发明的相应的主题的有利的设计方案、改进形式和改进方案。

在一个实施方式中，空气-制冷剂-热交换器和液体-空气-热交换器优选一起构成为一个单元，并且经由一个或多个导热元件彼此导热地连接。由此，在空气-制冷剂-热交换器结冰时通过流经液体-空气-热交换器的温暖的液体来除霜是更加有效的。层片状设置的导热板例如可能被考虑为导热元件。

按照根据本发明的当前的冷却和加热设备的有利的实施方案，所述冷却和加热设备包括第二阀，所述第二阀设置用于阻挡并且允许流经由旁路绕过的区域的液体流动。因此，在连上液体回路时，液体-制冷剂-热交换器是可切换的，使得可关断和接通通过液体从所述液体-制冷剂-热交换器中散热。如果第二阀关闭而第一阀打开，那么在冷却和加热设备中在连上液体回路时液体只能流经旁路，这提高液体-空气-热交换器中的加热效果。优选地，第一阀和第二阀一起构成为三通阀。这是一种紧凑的实施方案，其中旁路或由旁路绕过的区域对于液体流动而言彼此交替地打开。优选地，第一阀和/或第二阀构成为，使得其穿流开口的尺寸是可调节的。因此，在连上液体回路时，能控制液体的体积流，这提高了通过冷却和加热设备进行空气处理的灵活性。

根据冷却和加热设备的一个有利的实施方式，可电运行的压缩机的功率和/或膨胀元件的穿流开口和/或与制冷剂-空气-热交换器和液体-空气-热交换器相关联的空气输送装置的可电运行的马达的转速是可调节的。这提高了尤其在制冷剂回路运行时空气处理的灵活性。

按照根据本发明的冷却和加热设备的一个有利的改进形式，制冷剂回路可切换地构成为，使得液体-制冷剂-热交换器也可作为蒸发器运行，并且空气-制冷剂-热交换器也可作为冷凝器/气体冷却器运行。由此可行的是，借助于制冷剂回路不仅可冷却空气和加热液体，而且相反，在连上液体回路时，可冷却液体和加热空气。在连上液体回路时，这提高了冷却和加热设备对于空气处理以及对于液体的热处理的灵活性。在液体-空气-热交换器中，在液体流动经过伸展穿过所述液体-空气-热交换器的旁路时，液体也能够借助空气冷却。根据一个有利的实施方式，液体-制冷剂-热交换器和/或空气-制冷剂-热交换器一方面对于作为冷凝器/气体冷却器运行而言并且另一方面对于作为蒸发器运行而言具有分开的制冷剂管线。因此在相应的热交换器中也可实现蒸发器功能和冷凝器功能之间的混合运行，这提高了通过冷却和加热设备进行空气和液体处理的灵活性。

按照根据本发明的冷却和加热设备的一个有利的实施方式，所述冷却和加热设备包括以这种方式构成的调节装置，借助于所述调节装置，第一阀和/或必要时第二阀和/或可电运行的压缩机的功率和/或制冷剂回路的接通和关断以及必要时还有切换和/或膨胀元件和/或与制冷剂-空气-热交换器以及液体-空气热交换器相关联的空气输送装置是可调节的。通过这种调节，能够自动控制通过冷却和加热设备进行的空气和液体处理。

关于冷却和加热系统所提出的本发明所基于的问题通过根据本发明的冷却和加热系统来解决。用于车辆的冷却和加热系统包括至少一个根据本发明的第一冷却和加热设备，其中冷却和加热系统包括至少一个连接到第一冷却和加热设备的接口上的液体回路，所述液体回路具有至少一个泵，所述泵设立用于使液体在液体回路中循环，并且冷却和加热系统包括至少一个另外的连接到液体回路上的冷却和加热设备和/或至少一个连接到液体回路上的液体-空气-热交换器-单元。通过这种方式，所述问题被解决。液体-空气-热交换器-单元是虽然包括液体-空气-热交换器但没有制冷剂回路的单元。

这样的系统尤其具有下述优点：在紧凑的根据本发明的第一冷却和加热设备中在空气冷却运行中待导出的热量可容易地通过液体回路向外导出，并且液体回路在第一冷却和加热设备的制冷剂回路与所述液体回路解耦或断开时也可用于借助于流经旁路的液体加热在液体-空气-热交换器中例如先前冷却的空气。不需要用于加热空气的附加的加热热交换器，使得节省了空间、材料和成本。由此，在空气-制冷剂-热交换器结冰时除霜也是更有效的。液体回路的液体可通过冷却和加热设备中的制冷剂回路加热。液体回路与制冷剂回路相比更低耗费地运行。制冷剂回路仅紧凑地位于冷却和加热设备中。由此，制冷剂量和泄漏的风险低。对于在车辆中长距离的热传递能够有利地使用液体回路。安装是简单的。冷却和加热设备是预制单元，所述预制单元仅能连接到电流供给装置和液体回路上。

优选地，液体回路构成用于使作为液体的水或水-乙二醇混合物在所述液体回路中循环。这些液体很适合作为热载体，并且是低成本的且易于操作。

按照根据本发明的冷却和加热系统的一个有利的实施方式，液体回路包括至少一个液体-空气-热交换器-单元和通往其的旁路，以及至少一个阀，所述阀设立用于打开和关闭相应的旁路，并且至少一个连接到液体回路上的液体-空气-热交换器单元中的至少一个构成用于加热涉及驾驶室和/或乘客舱的空气。因此，来自液体的热量一方面能够很好地导出给空气，并且另一方面在旁路接通时可保持在液体中。这提高了冷却和加热系统的灵活性。

由此提供了加热驾驶室和/或乘客舱的空气的简单的实施方案。因此液体回路中的可通过制冷剂回路加热的液体能够将热量导出给驾驶室和/或乘客舱的空气。如果还可通过制冷剂回路冷却液体，那么所述液体在液体-空气-热交换器单元中也可用于冷却空气。优选地，在液体-空气-热交换器-单元中空气输送装置可切换地构成为，使得在车辆中在运行时，空气从驾驶室和/或乘客舱经过液体-空气-热交换器-单元向外流入环境中。因此，能够通过液体-空气-热交换器单元切换空气的流动方向。因此，驾驶室和/或乘客舱的空气在天气温暖时也能够用于冷却液体而不是被加热，例如借助于驾驶室和/或乘客舱的经过空气调节的空气。

按照根据本发明的冷却和加热系统的一个有利的实施方式，连接到液体回路上的第一冷却和加热设备构成为根据本发明的冷却和加热设备的可在冷却运行和热泵运行之间切换的实施方案，并且冷却和加热系统还包括：至少一个另外的连接到液体回路上的冷却和加热设备，所述另外的冷却和加热设备构成为根据本发明的冷却和加热设备的无法在冷却运行和热泵运行之间切换的实施方案；以及调节装置，所述调节装置构成为，使得由此冷却和加热设备的制冷剂回路的接通和关断以及液体回路的包括冷却和加热设备的第一阀和必要时第二阀在内的阀和第一冷却和加热设备的制冷剂回路的切换是可调节的。因此，冷却和加热系统能够尤其好且灵活地用于冷却和加热空气。所述调节装置实现自动地控制冷却和加热系统。优选地，调节装置构成为，使得由此可电运行的压缩机的功率和/或膨胀元件和/或冷却和加热设备的与制冷剂-空气-热交换器和液体-空气-热交换器相关联的空气输送装置和/或液体回路的泵的输送功率是可调节的。由此尤其灵活地控制冷却和加热系统是可行的。根据一个实施例，在另外的无法在冷却运行和热泵运行之间切换的冷却和加热设备的数量为至少两个时，所述另外的冷却和加热设备有利地在液体回路中彼此串联连接或可彼此串联连接，并且与第一冷却和加热设备串联连接或者可与其串联连接，这实现：通过串联的冷却和加热设备简单地使用通过一个冷却和加热设备输出给液体的热量，例如用于对其制冷剂-空气-热交换器除霜。根据另一实施方式，具有不可切换的制冷回路的另外的冷却和加热设备在液体回路中彼此并联连接或可彼此并联连接并且分别与第一冷却和加热设备串联连接或者是可与其串联连接的。由此，可关于另外的冷却和加热设备容易地划分液体流动，这尤其是在不同的空间中提高了空气处理的灵活性。

根据冷却和加热系统的一个有利的实施方式，第一冷却和加热设备构成用于在车辆中设置为，使得仅可将外部的空气作为空气经过液体-空气-热交换器和空气-制冷剂-热交换器来输送，并且至少一个另外的冷却和加热设备构成用于在车辆中设置为，使得仅可将处于至少一个车辆内部空间中和/或用于至少一个车辆内部空间的空气作为空气经过液体-空气-热交换器和空气-制冷剂-热交换器来输送。因此，第一冷却和加热设备能够用于冷却液体回路的液体以将热量输出给外部空气，并且当涉及至少一个车辆内部空间的空气冷却时，以此方式冷却的液体在另外的冷却和加热设备中能够用于吸收热量。液体回路的液体在此用于热传输。

关于车辆所提出的本发明所基于的问题通过具有根据本发明的冷却和加热系统和一个或多个温度传感器的车辆来解决。关于优点和有利的设计方案以及改进形式及其优越性，相应地适用关于根据本发明的冷却和加热系统的上述说明。

根据一个有利的实施方式，车辆的冷却和加热系统包括设置在车辆外部、连接到液体回路上的液体-空气-热交换器-单元。在其中，液体可用外部空气冷却。

优选地，车辆的冷却和加热系统包括至少一个设置在驾驶室和/或乘客室中、连接到液体回路上的液体-空气-热交换器-单元。所述液体-空气-热交换器-单元在该处可用液体回路的温暖的液体来加热舱空气。

根据一个有利的改进形式，车辆包括根据本发明的冷却和加热系统，其中，在所述第一冷却和加热设备中，仅外部空气可经过液体-空气-热交换器和空气-制冷剂--热交换器输送，第一冷却和加热设备设置在车辆外部，并且另外的一个/多个冷却和加热设备单独地分别与车辆的一个或多个车辆内部空间中的一个车辆内部空间相关联，其中仅位于至少相应的车辆内部空间中的和/或用于至少相应的车辆内部空间的空气可经过另外的冷却和加热设备的相应的液体-空气-热交换器和相应的空气-制冷剂-热交换器来输送。由此可很好地冷却和加热车辆内部空间，其中，能够在车辆中在较大距离上有利地经由在液体回路中循环的液体进行热传输。根据本发明的车辆构成为冷却车辆是尤其有利的，其中冷却和加热系统尤其设立用于冷却在一个或多个构成为冷却空间的车辆内部空间中的空气。

本发明所基于的问题通过一种用于在根据本发明的车辆中控制根据本发明的冷却和加热系统的方法来解决，所述方法包括如下步骤：确定至少一个车辆内部空间的冷却或加热需求；并且在确定冷却需求时通过根据本发明的冷却和加热设备借助于其在冷却运行时关于空气被接通的制冷剂回路冷却用于至少一个车辆内部空间和/或在至少一个车辆内部空间中的空气；以及在确定加热需求时在冷却和加热设备的制冷剂回路被切断的情况下通过液体回路的流动经过根据本发明的冷却和加热设备的液体-空气-热交换器的温暖的液体来加热用于至少一个车辆内部空间和/或在至少一个车辆内部空间中的空气。在该方法中，液体回路有利地具有双重功能，一方面即在冷却需求时导出热量，而另一方面即在加热需求时供给热量。借助于所述方法，在车辆中以简单的方式控制冷却和加热系统，以对车辆内部空间的空气进行调温。

关于其他优点以及有利的设计方案和改进形式及其好处，相应适用的是关于根据本发明的冷却和加热系统以及具有该冷却和加热系统的车辆的上述说明。

在所述方法中，优选地针对车辆的设有冷却和加热设备的不同车辆内部空间分别确定加热或冷却需求，并且相应地调节相应的车辆内部空间的空气的冷却和加热。由此，能够以简单的方式对车辆的不同的车辆内部空间不同地调温。

按照根据本发明的方法的一个有利的改进形式，至少又一个根据本发明的冷却和加热设备连接到冷却和加热系统的液体回路上，所述又一个根据本发明的冷却和加热设备构成为可在冷却运行和热泵运行之间切换，并且在车辆中设置为，使得仅外部空气可作为空气经过液体-空气-热交换器和空气-制冷剂-热交换器来输送，并且所述方法还包括如下另外的步骤：确定外部空气的温度；在冷的外部空气足以冷却时在切断冷却和加热设备的制冷剂回路的情况下，冷却液体回路的流过冷却和加热设备的液体-空气-热交换器的经加热的液体；在冷的外部空气不足以冷却时借助于冷却和加热设备的在冷却运行时关于液体被接通的制冷剂回路，冷却液体回路的流经冷却和加热设备的液体-制冷剂-热交换器的经加热的液体；或者在通过在所述方法中为此所设置的根据本发明的冷却和加热设备中借助被加热的液体来加热用于至少一个车辆内部空间的或者在至少一个车辆内部空间中的空气时，借助于冷却和加热设备的在热泵运行时接通的制冷剂回路来加热液体回路的流经冷却和加热设备的液体-制冷剂-热交换器的液体。该方法控制尤其好地设立用于冷却和加热至少一个车辆内部空间的空气的根据本发明的冷却和加热系统。

按照根据本发明的方法的一个改进形式，为了对设置在车辆内部空间中的冷却和加热设备的尤其空气-制冷剂-热交换器除霜，将其之前为了冷却车辆内部空间中的空气被接通的制冷剂回路关断，打开第一阀以及关闭第二阀，并且将之前在冷却车辆内部空间中的空气时在液体-制冷剂-热交换器中加热的液体泵送经过旁路。由此，在尤其空气-制冷剂-热交换器结冰时，在冷却内部空气时加热的液体被有效地用于除霜。

优选地，在关于相应的冷却和加热设备的方法中，调节第一阀并且必要时第二阀以及制冷剂回路的接通和关断以及必要时还有切换和/或可电运行的压缩机的功率和/或膨胀元件和/或与空气-制冷剂-热交换器相关联的空气输送装置，以及关于液体回路其阀和/或泵的输送功率。以这种方式灵活地自动地控制冷却和加热系统。

最后，根据本发明的冷却和加热设备的特征能够基本上自由地相互组合，并且根据本发明的冷却和加热系统的特征能够基本上自由地相互组合，并且根据本发明的车辆的特征能够基本上自由地相互组合，以及根据本发明方法的特征能够基本上自由地相互组合，并且能够以不受存在的顺序规定的方式进行组合，只要其彼此独立并且不互斥。

附图说明

根据附图阐述本发明的实施例。

附图示出：

图1示意性地示出用于车辆的冷却和加热设备的一个实施例；

图2示意性地示出用于车辆的冷却和加热设备的另一实施例；

图3示意性地示出用于车辆的冷却和加热设备的另一实施例；

图4示意性地示出在外部空气温暖时在冷却运行中车辆的冷却和加热系统的一个实施例；

图5示意性地示出在外部空气冷时在冷却运行中图4的冷却和加热系统的一个实施例；

图6示意性地在加热运行中图4的冷却和加热系统的实施例；

图7示意性地示出车辆的冷却和加热系统的另一实施例；

图8示意性地示出具有冷却和加热系统的车辆的一个实施例；

图9示意性地示出具有冷却和加热系统的车辆的另一实施例；以及

图10示出用于在车辆中控制冷却和加热系统的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

所有附图应理解为示意性的。为了提高视图的清晰度，弃用按比例的图示。在附图中，相同的附图标记表示相同或基本上功能相同的部件。

在图1中示出用于车辆的冷却和加热设备1的一个实施例。在冷却和加热设备1中存在制冷剂回路3，所述制冷剂回路3具有在循环中通过制冷剂管线连接的可电运行的压缩机5、可作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器7、构成为膨胀阀的膨胀元件9和可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器11。可电运行的压缩机5能接通和关断，使得制冷剂回路3可由此接通和关断。在这种情况下，制冷剂回路3中的制冷剂为CO2并且设置用于超临界运行。也可考虑构成用于制冷剂如R-1234yf的仅亚临界运行的制冷剂回路3。空气-制冷剂-热交换器11具有可电运行的空气输送装置13，借助于所述空气输送装置，可经过所述空气-制冷剂-热交换器和液体-空气-热交换器10输送空气。空气流动路径在此伸展既经过空气-制冷剂-热交换器11又经过液体-空气-热交换器10。在制冷剂回路5运行时，空气在该处被冷却。空气输送装置13例如是轴流式风扇或径流式风扇。空气-制冷剂-热交换器11和液体-空气-热交换器10一起构成为一个单元，并且经由多个构成为导热板的、层片状设置的导热元件12彼此导热地连接。

此外，冷却和加热设备1具有构成用于连接到液体回路上的接口15。因此，液体-制冷剂-热交换器7可连接到液体回路上。因此，液体-制冷剂-热交换器7具有设置用于集成到液体回路中的区域17作为液体管线14的组成部分。为此，在冷却和加热设备1中设置有旁路19，在连上液体回路时液体通过所述旁路19能够绕过液体-制冷剂-热交换器7。通过第一阀21打开和关闭旁路19。旁路19伸展经过液体-空气-热交换器10。因此，液体-空气-热交换器10与液体-制冷剂-热交换器7并联地设置，其中通过第一阀21和第二阀23，液体-空气-热交换器和液体-制冷剂-热交换器这两者可以单独地在液体回路中接通和切断。

在液体-空气-热交换器10中，旁路19可通过由空气输送装置13输送空气迎流，使得在液体流经旁路19时并且在空气流经液体-空气-热交换器10时，热量可在液体和空气之间传递。在该处流动温暖的液体的情况下，该处的空气随之被加热。第二阀23直接位于液体-制冷剂-热交换器7的设置用于液体回路的区域17的前方。在运行时，所述第二阀在关闭状态中用于阻挡液体流动经过该区域17并且在打开状态中允许液体流动经过该区域。可考虑的变型形式是，第一阀21和第二阀23一起构成为三通阀。液体-制冷剂-热交换器7构成为板式热交换器，但不限于此。为此例如可使用水或水-乙二醇混合物作为液体。在制冷剂回路3运行时，热量在该处从制冷剂输出给液体。可考虑如下实施方案，所述实施方案具有集成在加热和冷却设备1中的调节装置，借助于所述调节装置，第一阀21和第二阀23和可电运行的压缩机5的功率和制冷剂回路3的接通和关断和膨胀元件9以及与制冷剂-空气-热交换器11和液体-空气-热交换器10相关联的空气输送装置13是可调节的。冷却和加热设备1例如可用作为冷却或制药车辆的冷却空间中的内部单元。

在图2中示出用于车辆的冷却和加热设备1的另一实施例。所述冷却和加热设备具有与在图1中示出的实施例中相同的设有相同的附图标记的部件。因此，在冷却和加热设备1中存在制冷剂回路3，所述制冷剂回路3具有在循环中通过制冷剂管线连接的可电运行的压缩机5、可作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器7、构成为膨胀阀的膨胀元件9、和可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器11。可电运行的压缩机5可接通和关断，使得制冷剂回路3由此是可接通和关断的。在此也考虑CO2作为制冷剂。但是，在这种情况下，对于液体回路而言，液体-空气-热交换器10和空气-制冷剂-热交换器11可与第一阀21和第二阀23串联连接。液体-空气-热交换器10设置在旁路19中，所述旁路通向设置用于液体回路的液体管线14的、与液体-制冷剂-热交换器7的区域17不同的另一区域16。区域16是液体管线14的无热交换器的部段。也就是说，液体管线14的该另一区域16不伸展经过热交换器。可考虑的是，被旁路19绕过的另一区域16在接口15中的任何一个接口和液体-制冷剂-热交换器7之间位于液体管线14中的其他位置。旁路19的打开和关闭通过第一阀21进行。在液体-空气-热交换器10中，旁路19可由通过空气输送装置13输送的空气迎流以与液体进行热交换。空气-制冷剂-热交换器11和液体-空气-热交换器10一起构成为一个单元，并且经由多个构成为导热板的、层片状地设置的导热元件12彼此导热地连接。

第二阀23位于液体管线14的由旁路19绕过的无热交换器的另一区域16中。在运行时，所述第二阀在关闭状态中用于阻挡液体流过该区域16并且在打开状态中允许液体流过该区域。液体-制冷剂-热交换器7构成为板式热交换器，但不限于此。为此例如可使用水或水-乙二醇混合物作为液体。在制冷剂回路3运行时，热量在该处从制冷剂输出给液体。而如果关断制冷剂回路3，那么液体简单地流过液体-制冷剂-热交换器7。可考虑的是如下实施方案，所述实施方案具有集成在加热和冷却设备1中的调节装置，借助于所述调节装置，第一阀21和第二阀23和可电运行的压缩机5的功率和制冷剂回路3的接通和关断和膨胀元件9以及与制冷剂-空气-热交换器11和液体-空气-热交换器10相关联的空气输送装置13是可调节的。冷却和加热设备1例如可作为冷却或制药车辆的冷却空间中的内部单元使用。

在图3中示出用于车辆的冷却和加热设备1的另一实施例。在冷却和加热设备1中存在制冷剂回路3，所述制冷剂回路具有可电运行的压缩机5、液体-制冷剂-热交换器7、两个构成为膨胀阀的膨胀元件9、25和空气-制冷剂-热交换器11。可电运行的压缩机5能够接通和关断，使得制冷剂回路3由此是可接通和关断的。在压缩机5的出口下游，在制冷剂管线中设置有三通阀27，借助于三通阀27，制冷剂流可在制冷剂回路3的两个分支之间切换。一个分支根据在图1中示出的制冷剂回路3的循环伸展，以冷却在此可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器11中的空气并且加热在此可作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器7中的液体。而在另一分支中，空气-制冷剂-热交换器11可作为冷凝器/气体冷却器运行并且液体-制冷剂-热交换器7可作为蒸发器运行，其中在其之间在制冷剂管线中设置有第二膨胀元件25。因此，制冷剂回路3通过三通阀27构成为可在位于空气-制冷剂-热交换器11中的空气的冷却和加热之间切换或者在位于液体-制冷剂-热交换器7中的液体的加热和冷却之间切换。液体-制冷剂-热交换器7和空气-制冷剂-热交换器11具有分开的制冷剂管线，一方面用于作为冷凝器/气体冷却器运行，并且另一方面用于作为蒸发器运行。也可考虑用于切换制冷剂回路3的其他已知的实施例，例如借助于压缩机5，在所述压缩机中，制冷剂的流动方向是可反向的，并且其中制冷剂回路3基本上具有仅一个分支。

此外，冷却和加热设备1包括构成用于连接到液体回路上的接口15。由此，液体-制冷剂-热交换器7可连接到其上。在冷却和加热设备1中设置有通向所述液体-制冷剂-热交换器的设置用于液体回路的区域17的旁路19。通过第一阀21打开和关闭旁路19。旁路19伸展经过液体-空气-热交换器10。在该处，旁路19可通过由空气输送装置13输送的空气迎流，使得在液体流经液体-空气-热交换器10时，热量可在液体和空气之间传递。在该处有热的液体流动的情况下，该液体在该处通过空气冷却。空气-制冷剂-热交换器11和液体-空气-热交换器10一起构成为一个单元并且经由多个构成为导热板的、层片状地设置的导热元件12彼此导热地连接。由空气输送装置输送的空气的空气流动路径伸展经过空气-制冷剂-热交换器11和液体-空气-热交换器10。

此外，在通向液体-制冷剂-热交换器7的设置用于液体回路的区域17的液体管线中存在第二阀23。在运行时，所述第二阀在关闭状态中用于阻挡液体流动经过该区域17并且在打开状态中允许液体流动经过该区域。也就是说，液体-制冷剂-热交换器7由此可与液体-空气-热交换器10并联布置地切换，所述液体-空气-热交换器10可通过第一阀21进行切换。

可选地，第一阀21和第二阀23在其相应的穿流开口的尺寸方面是可调节的。此外，可选地，空气输送装置13的可电运行的马达的转速是可调节的。可考虑如下变型形式：第一阀21和第二阀23一起构成为三通阀。液体-制冷剂-热交换器7构成为板式热交换器，但不限于此。为此例如可使用水或水-乙二醇混合物作为液体。可考虑如下实施方案，所述实施方案具有集成在加热和冷却设备1中的调节装置，借助于所述调节装置，第一阀21和第二阀23和可电运行的压缩机5的功率和制冷剂回路3的接通、关断以及切换和膨胀元件9以及空气输送装置13是可调节的。冷却和加热设备1例如可作为冷却车辆上的外部单元使用。

在图4中示意性地示出在外部空气温暖时在冷却运行中车辆51的冷却和加热系统31的一个实施例。车辆51例如是轨道上的冷却货车。冷却和加热系统31包括第一冷却和加热设备33、液体回路35和两个另外的冷却和加热设备39、41。可在冷却运行和热泵运行之间切换的第一冷却和加热设备33对应于在图3中的所示出的，其中用于第一冷却和加热设备33的部件的附图标记保持不变。所述第一冷却和加热设备作为外部单元在外部设置在车辆51的前部。不能输送来自车辆内部空间的空气，而是只能将外部的空气作为空气输送经过第一冷却和加热设备33的空气-制冷剂-热交换器11。第一冷却和加热设备33经由其接口15连接到液体回路35上。液体回路35具有泵37，所述泵设立用于，在不发生相变的情况下泵送液体以在液体回路35中循环。液体是水或水-乙二醇-混合物。也可考虑其他合适的液体，借助于所述液体能够传输热量。液体管线针对较大的距离在车辆51上伸展。两个另外的冷却和加热设备39、41通过其相应的接口15连接到液体回路35上。这两个另外的冷却和加热设备39、41分别对应于在图1中所示出的，其中用于所述另外的冷却和加热设备39、41的部件的附图标记保持不变。所述另外的冷却和加热设备39、41在液体回路35中彼此并联连接，并且与第一冷却和加热设备33串联连接。一个另外的冷却和加热设备39在上部相应作为内部单元设置在构成为冷却空间的前部的车辆内部空间53中，并且另一个另外的冷却和加热设备41在上部相应作为内部单元设置在也构成为冷却空间的后部的车辆内部空间55中。其在液体回路35上的接口15向上引导穿过车顶57。

第一加热和冷却设备33中的制冷剂回路3被切换到冷却运行以冷却流经液体-制冷剂-热交换器7的液体。为此，第二阀23打开。液体-制冷剂-热交换器7作为蒸发器运行，在所述蒸发器中，在第二膨胀阀25中膨胀的制冷剂被蒸发。空气-制冷剂-热交换器11用作为冷凝器/气体冷却器，在所述冷凝器/气体冷却器中，经压缩的热制冷剂的热量输出给流经所述冷凝器/气体冷却器的外部空气。第一阀21关闭从而防止液体流动经过旁路19。在液体-制冷剂-热交换器7中冷却的液体通过泵37经过液体回路35泵送至这两个另外的冷却和加热设备39、41。在该处，第一阀21也相应地关闭而第二阀23打开，使得液体流动经过相应的在该处的液体-制冷剂-热交换器7。在这两个另外的冷却和加热设备39、41的每一个中，制冷剂回路3被接通。相应的液体-制冷剂-热交换器7作用为冷凝器/气体冷却器，在所述冷凝器/气体冷却器中，经压缩的热制冷剂将热量输出给液体回路35的之前在第一冷却和加热设备33中冷却的液体。在这两个另外的冷却和加热设备39、41的相应的空气-制冷剂-热交换器11中，之前在膨胀阀9中膨胀的制冷剂蒸发并且在此从流过相应的空气-制冷剂-热交换器11的空气中吸走热量。因此，前部的车辆内部空间53和后部的车辆内部空间55中的空气被冷却。加热的液体流回到第一冷却和加热设备33，在该处重新被冷却。前部的车辆内部空间53和后部的车辆内部空间55中的空气的冷却强度可彼此独立地调节，这根据这两个另外的冷却和加热设备39、41的相应的压缩机5的所设定的功率和液体流在液体回路35中的阀45处的划分。通过在下部位于第一冷却和加热设备33上的构成为具有处理器的控制装置的调节装置47，冷却和加热设备33、39、41的制冷剂回路3的接通和关断以及冷却和加热设备33、39、41的液体回路35的包括第一阀21和第二阀23在内的阀21、23、45和第一冷却和加热设备33的制冷剂回路3的切换是可自动调节的。此外，可电运行的压缩机5的功率和膨胀元件9、25和冷却和加热设备33、39、41的与制冷剂-空气-热交换器11和液体-空气-热交换器10相关联的空气输送装置13和液体回路35的泵37的输送功率借助于调节装置47是可自动调节的。温度传感器测量外部空气的温度并且每个温度传感器测量前部的车辆内部空间53和后部的车辆内部空间55的内部空气的温度。为了视野清楚，未示出温度传感器。

在图5中示意性地示出在外部空气冷时在冷却运行中图4的冷却和加热系统31的具有相同的附图标记的实施例。液体回路35以及两个另外的冷却和加热设备39、41的设定和功能如针对图4所描述的那样。仅在第一冷却和加热设备33中产生所述设定的改变。因此，制冷剂回路3关断并且第二阀23关闭。而第一阀21打开，这使由泵37输送的液体流动经过旁路19，所述旁路作为用于液体-制冷剂-热交换器7的液体的被阻断的区域17的绕开部。旁路19引导经过第一冷却和加热设备33的液体-空气-热交换器10。在该处，旁路19由通过空气输送装置13输送的冷的外部空气绕流，使得在所述旁路中流动的液体通过流动的空气冷却。也就是说，液体在此将热量传递给外部空气。以这种方式冷却的液体继续通过液体回路35流向所述另外的冷却和加热设备39、41，所述液体从所述另外的冷却和加热设备导出热量。所述另外的冷却和加热设备39、41借助于其接通的制冷剂回路3冷却前部的车辆内部空间53或后部的车辆内部空间55中的空气。在这种情况下，第一冷却和加热设备33直接借助外部空气用作为液体的冷却器。

在图6中示意性地示出在加热运行中图4的冷却和加热系统1的具有相同的附图标记的实施例。第一冷却和加热设备33的接通的制冷剂回路3在此在热泵运行中运行。因此，三通阀27被切换为，使得空气-制冷剂-热交换器11作为蒸发器运行并且液体-制冷剂-热交换器7作为冷凝器/气体冷却器运行以加热液体回路35的液体。在此，第二阀23打开，以使液体穿流液体-制冷剂-热交换器7，并且旁路19的第一阀21为此关闭。泵37将被加热的液体通过液体回路35输送至这两个另外的冷却和加热设备39、41。在所述另外的冷却和加热设备中，相应的制冷剂回路3关断并且第一阀21打开而第二阀23关闭，使得液体回路35的被加热的液体分别流过旁路19从而流过液体-空气-热交换器10。相应地，被加热的液体在该处将热量输出给由空气输送装置13输送经过液体-空气-热交换器10的空气。因此，空气在前部的车辆内部空间53和后部的车辆内部空间55中都被加热。这两个另外的冷却和加热设备39、41在此作用为加热内部空气的液体加热体。以这种方式冷却的液体通过液体回路35再次流回到第一冷却和加热设备33，在该处液体重新被加热。

在图4、5和6中，被穿流的阀的端口用黑色示出。

除了第一冷却和加热设备33之外，在图4、5和6中示出的冷却和加热系统31不限于数量为两个的另外的冷却和加热设备39、41，而是也可考虑具有一个或多于两个另外的冷却和加热设备39、41的实施方式。此外，可考虑冷却和加热系统31的扩展的实施方案，其中一个或多个液体-空气-热交换器附加地连接到液体回路35上。此外，在制冷剂-空气-热交换器11结冰时，相应的冷却和加热设备33、39、41的制冷剂回路3能够被关断，并且之前在液体-制冷剂-热交换器7中加热的液体在第一阀21打开时能够引导经过液体-空气-热交换器10以对制冷剂-空气-热交换器11除霜。

在图7中示意性地示出车辆51的冷却和加热系统31的另一实施例。该实施例包括温度传感器在内基本上对应于在图4、5和6中示出的具有该处的附图标记的冷却和加热系统31。因此，在该处，配备有可切换的制冷剂回路3的第一冷却和加热设备33在外部设置在车辆51的前部，以及以经由液体回路35与其连接的方式设置有两个另外的冷却和加热设备39、41作为内部单元，其中一个冷却和加热设备分配到前部的车辆内部空间53上而另一个分配到后部的车辆内部空间55上。然而，液体回路35中的这两个另外的冷却和加热设备39、41并非彼此并联而是串联连接。也就是说，不需要三通阀来划分液体回路35中的液体流。在由泵37输送的液体的流动方向上，在液体回路35中首先穿流车辆51的前部的车辆内部空间53中的冷却和加热设备39并且此后穿流后部的车辆内部空间55中的另一冷却和加热设备41。在前部的车辆内部空间53中冷却和加热设备39的制冷剂回路3接通并且第一阀21关闭以及第二阀23打开时，通过在该处作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器7来加热液体，并且液体在液体回路35中继续流动到后部的车辆内部空间55中的另一冷却和加热设备41。在该处，在冷却和加热设备41的制冷剂回路3关断并且第一阀21打开以及第二阀23关闭时，所述液体可用作为用于加热空气或者给空气-制冷剂-热交换器11除霜的液体使用，其方式为，所述液体流动经过旁路19并且在此在液体-空气-热交换器10中将热量输出到借助于空气输送装置13流动的空气和空气-制冷剂-热交换器11。

因此，在冷却前部的车辆内部空间53中的空气时，后部的车辆内部空间55中的空气同时能够通过被导出的热量加热。也就是说，通过调节装置47，不仅调节前部的车辆内部空间53和后部的车辆内部空间55的空气的同时冷却或加热，而且还可以在加热后部的车辆内部空间55的空气的同时或者在所述后部的车辆内部空间55的空气-制冷剂-热交换器11结冰时冷却前部的车辆内部空间53的空气。液体回路35中的液体例如是水或水-乙二醇混合物。

冷却和加热系统31的一个扩展的实施方案构成为，使得液体回路35中的液体流的方向是可反向的，例如借助于泵送方向可反向的泵37。在此，即使在冷却后部的车辆内部空间55中的空气时，于是也能够通过所导出的热量同时加热前部的车辆内部空间53中的空气。

还可以考虑冷却和加热系统31的如下实施例，所述实施例是在图4、5和6中示出的冷却和加热系统31和在图7中示出的冷却和加热系统31的组合，该组合构成为，使得两个另外的冷却热交换器和加热热交换器39、41可通过相应的阀和在液体回路中为串联连接而设置的连接管路在并联和串联之间切换。

在图8中示意性地示出具有冷却和加热系统31的车辆51的一个实施例。车辆是冷却或制药车辆。在此，驾驶室59和构成为冷却空间的车辆内部空间53在竖直的纵截面中打开地示出。为了视野清楚，其具有用于测量驾驶室59和车辆内部空间53的外部空气和内部空气的温度的未示出的温度传感器。加热系统31包括第一冷却和加热设备33、具有泵37的连接到所述第一冷却和加热设备上的液体回路35和两个连接到液体回路35上的液体-空气-热交换器单元61、63。液体例如是水或水-乙二醇混合物。第一冷却和加热设备33作为内部单元在上部位于构成为冷却空间的车辆内部空间中53中并且对应于图1中所示出的。在其接口15上连接有液体回路35。在制冷剂回路3运行时，车辆内部空间53的空气在作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器11中被冷却，并且液体在作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器7中被加热。第一阀21在此关闭而第二阀23打开。由泵37泵送的经加热的液体在液体回路35中流动到设置在驾驶室59中的液体-空气-热交换器单元61，在液体-空气-热交换器单元中，经加热的液体加热驾驶室59的由空气输送装置65输送的内部空气。液体-空气-热交换器单元61还具有空气输送装置65和阀71。

设置在液体回路35中的通往液体-空气-热交换器-单元61的旁路67能够通过阀69打开和关闭。在旁路67打开时，通过关闭的阀71，液体-空气-热交换器-单元61针对液体流被阻挡从而切断对驾驶室59的内部空气的加热。连接到液体回路35上的另外的液体-空气-热交换器-单元63作为外部单元设置在地板下方，或者也可考虑设置在车辆51外部的另一位置处，其中在该处也存在旁路73和设立用于在液体回路35中打开和关闭旁路73的阀75。阀77位于液体-空气-热交换器-单元63中。在液体回路35的旁路-切换中，之前在制冷剂回路3运行时在第一冷却和加热设备33中加热的液体能够引导经过液体-空气-热交换器10，并且在第一冷却和加热设备33的之前作为蒸发器使用的空气-制冷剂-热交换器11中用于除霜，其中于是在该处对于流动的液体打开第一阀21并且关闭第二阀23。只要流动的液体仍然足够温暖，那么借助于其也能够加热构成为冷却空间的车辆内部空间53中的之前被冷却的空气。可考虑如下改进形式，其中车辆51在液体回路3中附加地具有可切换的热源，例如可电运行的液体加热器。

调节装置47控制冷却和加热系统31，如尤其泵37以及液体回路35的阀21、23、69、71、75、77，空气输送装置65和第一冷却和加热设备33的制冷剂回路3。

可选地，车辆51对于驾驶室59而言还具有不属于冷却和加热系统31的空调设施。在此可考虑车辆51的如下实施例，其中，空气输送装置65在液体-空气-热交换器-单元61中构成为可切换的，使得以切换的方式在车辆51中运行时使来自驾驶室59的经过空气调节的空气通过液体-空气-热交换器-单元61向外流入环境中并且在此冷却液体回路35中的液体。

在图9中示意性地示出具有冷却和加热系统31的车辆51的另一实施例。所述车辆是冷却或制药车辆。为了视野清楚，其具有用于测量驾驶室59和车辆内部空间53的外部空气和内部空气的温度的未示出的温度传感器。在此，驾驶室59和构成为冷却空间的车辆内部空间53在竖直的纵截面中打开地示出。冷却和加热系统31的第一冷却和加热设备33作为外部单元设置在地板下方，或者也可以考虑设置在车辆51外部的另一位置处。所述冷却和加热设备与图3中示出的具有可在热泵运行和冷却运行之间切换的制冷剂回路3的根据本发明的冷却和加热设备相比对于部件而言具有相同的附图标记。通过其空气-制冷剂-热交换器11，能够由其空气输送装置13仅从外部输送空气以与制冷剂进行热交换。第一冷却和加热设备33通过接口15连接到液体回路35上。其泵37可选地构成为在泵送方向方面是可切换的。液体是常见的制冷剂液体。此外，另一冷却和加热设备39连接到液体回路35上，其对于部件而言以相同的附图标记对应于在图1中所示出的，在图1中制冷剂回路3是不可切换的。此外，如在图8中所示出的实施例中，设置在驾驶室59中的液体-空气-热交换器-单元61连接到液体回路35上。液体-空气-热交换器-单元61与空气输送装置65和阀71构成为内部单元。

设置在液体回路35中的通往液体-空气-热交换器61的旁路67能够通过阀69打开和关闭。在旁路67打开时，借助关闭的阀71，液体-空气-热交换器61对于液体流被阻挡从而切断对驾驶室59的内部空气的加热或冷却。在驾驶室59中，第一冷却和加热设备33，另外的冷却和加热设备39和液体-空气-热交换器单元61在液体回路35中彼此串联连接。通过液体-空气-热交换器-单元61，不仅能够通过经加热的液体加热驾驶室59中的内部空气，而且能够在制冷剂回路3的切换的冷却运行时在第一冷却和加热设备33中通过在该处冷却的液体冷却所述内部空气。设置在第一冷却和加热设备33上的调节装置47控制冷却和加热系统31，如尤其泵37和液体回路35的阀21、23、69、71，空气输送装置65和第一冷却和加热设备33和另外的冷却和加热设备39的制冷剂回路3。

在车辆中，液体-空气-热交换器61能够如在驾驶室中那样也在乘客舱中或在其组合中用作为内部单元。为了在空气-制冷剂-热交换器11结冰时除霜，其制冷剂回路3被关断并且加热的液体被泵送经过该处的液体-空气-热交换器10。

在图10中作为流程图示出用于在诸如冷却车辆的车辆中控制根据本发明的冷却和加热系统的方法的一个实施例。冷却和加热系统例如是在图4、5和6中所示出的。车辆的构成为冷却空间的车辆内部空间分别存在在图1中示出的冷却和加热设备作为内部单元，其制冷剂回路是不可切换的。此外，冷却和加热系统包括又一根据本发明的冷却和加热设备作为外部单元，其对应于在图3中所描绘的，即，其制冷剂回路可在冷却运行和热泵运行之间切换。在冷却和加热系统中，所有冷却和加热设备都连接到液体回路上。在第一方法步骤100中，确定用于车辆内部空间的冷却或加热需求，所述车辆内部空间例如是如下冷却空间，在冷却空间中存在在图1中示出的冷却和加热设备。为此，将通过相应的车辆内部空间中的温度传感器测得的温度与预设的期望温度范围进行比较。然后在步骤110中做出关于进一步行动的决定。如果所测量的温度处于该期望温度范围中，这由圆圈“o”来表征，那么所述方法在预设的例如十秒的时间间隔之后重新开始。而如果在步骤100中测量到冷却需求，即所测量的温度高于期望温度范围，那么在步骤110中决定冷却内部空气的途径“+”。为此，在步骤120A中在液体回路中接通或已经接通泵，以及在相应的车辆内部空间的冷却和加热设备中接通或已经接通制冷剂回路，关闭第一阀并且打开第二阀。因此，液体回路的液体流过在该处作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器并且在此增温。同时，相应的车辆内部空间的内部空气流过在该处作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器并且被冷却。因此，在步骤120A中，构成为冷却空间的相应的车辆内部空间中的空气通过在该处的冷却和加热设备借助于其在冷却运行中关于空气被接通的制冷剂回路冷却。

在步骤130A中，通过外部温度传感器确定外部空气温度。在步骤140A中检查外部空气温度是否高于预定的例如8℃的极限温度。极限温度是如下温度，高于所述温度，外部空气不再足够冷以至于无法充分地直接冷却所述冷却和加热系统的液体回路中的液体。如果结果为“-”，即所测得的外部空气温度不超过极限温度，那么在步骤150A中在作为外部单元的冷却和加热设备中制冷剂回路被关断或已关断，第一阀打开以及第二阀关闭。由此，在步骤120A中加热的液体流过作为外部单元使用的冷却和加热设备中的旁路并且在该处的液体-空气-热交换器中将热量输出给在该处流动的外部空气。液体在液体回路中循环并且以这种方式将在冷却一个/多个车辆内部空间时所导出的热量输出给外部空气中。在例如10秒的时间间隔后，所述方法重新开始。

然而如果在步骤140A中的结果为“+”，即所测得的外部空气温度高于极限温度，那么在步骤150B中在作为外部单元使用的冷却和加热设备中制冷剂回路被接通并且关于液体被切换到冷却运行，并且第一阀关闭以及第二阀打开。因此，液体回路的在步骤120A中加热的液体流过在该处作为蒸发器运行的液体-制冷剂-热交换器并且在此被冷却。同时，外部空气流过在该处作为冷凝器/气体冷却器运行的空气-制冷剂-热交换器并且导出热量。因此，在步骤150B中，在步骤120A中加热的液体借助于作为外部单元使用的冷却和加热设备的制冷剂回路来冷却。液体在液体回路中循环并且以这种方式将在冷却一个/多个车辆内部空间时所导出的热量间接地经由外部单元的制冷剂回路输出给外部空气。在例如10秒的时间间隔后，所述方法重新开始。

而如果在步骤100中测量到加热需求，即所测量的温度低于期望温度范围，那么在步骤110中决定加热内部空气的途径“-”。为此，在步骤120中在液体回路中接通泵或已接通泵并且在作为外部单元使用的冷却和加热设备中接通或已接通制冷剂回路并且切换到热泵运行，并且第一阀关闭以及第二阀打开。由此，液体回路的液体流过在该处作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器并且在此被加热。同时，外部空气流过在该处作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器并且将热量输出给制冷剂。因此，在步骤120中，借助于作为外部单元使用的冷却和加热设备的制冷剂回路来加热液体。在步骤130中，在相应的车辆内部空间的冷却和加热设备中关断或已关断制冷剂回路，打开第一阀并且关闭第二阀。由此，在步骤120中加热的液体流过相应的作为内部单元使用的冷却和加热设备中的旁路并且在该处的液体-空气-热交换器中将热量输出给相应的车辆内部空间的在该处流动的内部空气。液体在液体回路中循环并且以这种方式将借助于其在热泵运行中运行的制冷剂回路在加热位于一个/多个车辆内部空间中的空气时由外部单元所吸收的热量再次输出。在例如10秒的时间间隔后，所述方法重新开始。所述方法例如自动地通过车辆的冷却和加热系统的调节装置来控制。

可以考虑所述方法的如下改进形式，其中，为了对不同的车辆内部空间进行精细调节和更好地对其进行不同的调温，对于每个冷却和加热设备，也调节可电运行的压缩机的功率和膨胀元件和与制冷剂-空气-热交换器相关联的空气输送装置以及关于液体回路还有其可能的另外的阀和泵的输送功率。

此外可以考虑所述方法的如下改进形式，其中，还检查设置在车辆内部空间中的冷却和加热设备的空气-制冷剂-热交换器是否结冰，并且如果是这种情况那么关断其之前为了冷却车辆内部空间中的空气而接通的制冷剂回路，第一阀打开以及第二阀关闭。然而，液体回路的之前在冷却车辆内部空间中的空气时在液体-制冷剂-热交换器中加热的液体被泵送经过旁路从而被泵送经过液体-空气-热交换器。因此，之前加热的液体用于在空气-制冷剂-热交换器结冰时进行除霜。

Claims (25)

1.一种用于车辆的冷却和加热设备(1、33、39、41)，其中所述冷却和加热设备(1、33、39、41)具有：制冷剂回路(3)，所述制冷剂回路包括可电运行的压缩机(5)、可作为冷凝器/气体冷却器运行的液体-制冷剂-热交换器(7)、至少一个膨胀元件(9、25)和可作为蒸发器运行的空气-制冷剂-热交换器(11)；以及接口(15)，所述接口构成用于将所述液体-制冷剂-热交换器(7)也连接到液体回路上，

其特征在于，

-所述冷却和加热设备(1、33、39、41)具有旁路(19)，所述旁路通往所述液体-制冷剂-热交换器(7)的设置用于所述液体回路的区域(17)和/或通往所述冷却和加热设备(1、33、39、41)的设置用于所述液体回路的液体管线(14)的无热交换器的另一区域(16)，

-所述冷却和加热设备(1、33、39、41)具有至少一个第一阀(21)，所述至少一个第一阀构成用于打开和关闭所述旁路(19)，

-在所述旁路(19)中设置有液体-空气-热交换器(10)，其中所述液体-空气-热交换器(10)构成为，使得在该处在液体流过所述旁路(19)时并且在空气流过所述液体-空气-热交换器(10)时，在液体和空气之间可传递热量，并且

此外，设置用于经过空气-制冷剂-热交换器(11)进行空气输送的空气输送装置(13)也设置用于经过所述液体-空气-热交换器(10)进行空气输送，其中空气流动路径伸展经过所述空气-制冷剂-热交换器(11)且经过所述液体-空气-热交换器(10)。

2.根据权利要求1所述的冷却和加热设备(1、33、39、41)，其特征在于，所述空气-制冷剂-热交换器(11)和所述液体-空气-热交换器(10)一起构成为一个单元，并且经由一个或多个导热元件导热地彼此连接。

3.根据权利要求1或2所述的冷却和加热设备(1、33、39、41)，其特征在于，所述冷却和加热设备包括第二阀(23)，所述第二阀设置用于阻挡和允许经过由所述旁路(19)绕过的区域(16，17)的液体流动。

4.根据权利要求3所述的冷却和加热设备(1、33、39、41)，其特征在于，所述第一阀(21)和/或所述第二阀(23)构成为，使得其穿流开口的尺寸是可调节的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却和加热设备(1、33、39、41)，其特征在于，所述制冷剂回路(3)可切换地构成为，使得所述液体-制冷剂-热交换器(7)也可作为蒸发器运行并且所述空气-制冷剂-热交换器(11)也可作为冷凝器/气体冷却器运行。

6.根据权利要求5所述的冷却和加热设备(1、33、39、41)，其特征在于，所述液体-制冷剂-热交换器(7)和/或所述空气-制冷剂-热交换器(11)具有分开的制冷剂管线，所述制冷剂管线一方面用于作为冷凝器/气体冷却器运行而另一方面用于作为蒸发器运行。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的冷却和加热设备(1、33、39、41)，其特征在于，所述冷却和加热设备包括调节装置(47)，所述调节装置构成为，使得借助于所述调节装置，所述第一阀(21)和/或必要时所述第二阀(23)和/或可电运行的压缩机(5)的功率和/或所述制冷剂回路(3)的打开和关闭以及必要时还有切换和/或膨胀元件(9，25)和/或与所述制冷剂-空气-热交换器(11)以及所述液体-空气-热交换器(10)相关联的空气输送装置(13)是可调节的。

8.一种用于车辆的冷却和加热系统(31)，其中，所述冷却和加热系统(31)包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的第一冷却和加热设备(33)，

其特征在于，

-所述冷却和加热系统(31)包括至少一个连接到所述第一冷却和加热设备(33)的接口(15)上的液体回路(35)，所述液体回路具有至少有一个泵(37)，所述泵设立用于使在所述液体回路(35)中的液体循环，并且

-所述冷却和加热系统(31)包括至少一个连接到所述液体回路(35)上的另外的冷却和加热设备(39、41)的和/或至少一个连接到所述液体回路上的液体-空气-热交换器单元(61、63)。

9.根据权利要求8所述的冷却和加热系统(31)，其特征在于，所述液体回路(35)具有至少一个液体-空气-热交换器-单元(61、63)并且为此具有旁路(67、73)以及至少一个阀(69、75)，所述至少一个阀设立用于打开和关闭相应的旁路(67、73)，并且所述至少一个连接到所述液体回路(35)上的液体-空气-热交换器单元(61)中的至少一个构成用于加热驾驶室和/或乘客舱的空气。

10.根据权利要求9所述的冷却和加热系统(31)，其特征在于，在所述液体-空气-热交换器单元(61)中，所述空气输送装置(65)可切换地构成为，使得在车辆中运行时，来自所述驾驶室和/或乘客舱的空气通过所述液体-空气-热交换器单元(61)向外流入环境中。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的冷却和加热系统(31)，其特征在于，连接到所述液体回路(35)上的第一冷却和加热设备(33)构成为可在冷却运行和热泵运行之间切换的根据权利要求5或6所述的冷却和加热设备，并且所述冷却和加热系统(31)包括至少一个连接到所述液体回路(35)上另外的根据权利要求1至4中任一项所述的冷却和加热设备(39、41)以及调节装置(47)，所述调节装置构成为，使得借助于所述调节装置，所述冷却和加热设备(33、39、41)的制冷剂回路(3)的接通和关断以及所述液体回路(69、71、75、77)的包括所述冷却和加热设备(33、39、41)的第一阀(21)和必要时第二阀(23)在内的阀和所述第一冷却和加热设备(33)的制冷剂回路(3)的切换是可调节的。

12.根据权利要求11所述的冷却和加热系统(31)，其特征在于，所述调节装置(47)构成为，使得借助于所述调节装置，可电运行的压缩机(5)的功率和/或所述膨胀元件(9、25)和/或所述冷却和加热设备(33、39、41)的与所述制冷剂-空气-热交换器(11)以及所述液体-空气-热交换器(10)相关联的空气输送装置(13)和/或所述液体回路(35)的泵(37)的输送功率是可调节的。

13.根据权利要求11或12所述的冷却和加热系统(31)，其特征在于，另外的根据权利要求1至4中任一项所述的冷却和加热设备(39、41)的数量为至少两个，并且另外的冷却和加热设备(39、41)在所述液体回路(35)中彼此串联连接或可彼此串联连接或者与所述第一冷却和加热设备(33)串联连接或者可与其串联连接。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的冷却和加热系统(31)，其特征在于，另外的根据权利要求1至4中任一项所述的冷却和加热设备(39、41)的数量为至少两个，并且另外的冷却和加热设备(39、41)在所述液体回路(35)中彼此并联连接或者可彼此并联连接，并且分别与所述第一冷却和加热设备(33)串联连接或可与其串联连接。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的冷却和加热系统(31)，其特征在于，

-所述第一冷却和加热设备(33)构成用于在车辆中设置为，使得仅来自外部的空气可作为空气经过所述液体-空气-热交换器(10)和所述空气-制冷剂-热交换器(11)输送，并且

-所述至少一个另外的冷却和加热设备(39、41)构成用于在车辆中设置为，使得仅在至少一个车辆内部空间中的或者用于至少一个车辆内部空间的空气可作为空气经过所述液体-空气-热交换器(10)和所述空气-制冷剂-热交换器(11)输送。

16.一种车辆(51)，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求8至15中任一项所述的冷却和加热系统(31)和一个或多个温度传感器。

17.根据权利要求16所述的车辆(51)，其特征在于，所述冷却和加热系统(31)包括至少一个设置在所述车辆(51)的外部、连接到液体回路(35)上的液体-空气-热交换器-单元(61、63)。

18.根据权利要求16或17所述的车辆(51)，其特征在于，所述冷却和加热系统(31)包括至少一个设置在驾驶室和/或乘客舱(59)中的、连接在液体回路(35)上的液体-空气-热交换器-单元(61)。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的车辆(51)，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求11至15中任一项所述的冷却和加热系统(31)，其中，所述第一冷却和加热设备(33)设置在所述车辆的外部，并且一个或多个所述另外的冷却和加热设备(39、41)单独与所述车辆(51)的一个或多个车辆内部空间(53、55、59)的各一个车辆内部空间(53、55)相关联。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的车辆(51)，其特征在于，所述车辆构成为冷却车辆，并且所述冷却和加热系统(31)尤其设立用于冷却位于一个或多个构成为冷却空间的车辆内部空间(53，55)中的空气。

21.一种用于在根据权利要求16至20中任一项所述的车辆中控制根据权利要求8至15中任一项所述的冷却和加热系统的方法，其特征在于，所述方法具有以下步骤：

-确定(100)至少一个车辆内部空间(53，55)的冷却或加热需求，

-在确定冷却需求时，通过根据权利要求1至7中任一项所述的冷却和加热设备(1、33、39、41)借助于其在冷却运行中关于空气被接通的制冷剂回路(3)，冷却(120A)位于至少一个车辆内部空间(53、55)中的和/或用于至少一个车辆内部空间的空气，

-在确定加热需求时，借助于液体回路(35)的在根据权利要求1至7中任一项构成的冷却和加热设备(1、33、39、41)的制冷剂回路(3)被切断时流过所述冷却和加热设备(1、33、39、41)的液体-空气-热交换器(10)的热的液体，加热(130)位于至少一个车辆内部空间(53、55)中的和/或用于至少一个车辆内部空间的空气。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，对于所述车辆(51)的不同的、设有冷却和加热设备(1、33、39、41)的车辆内部空间(53、55)分别确定所述加热或冷却需求并且相应地调节相应的车辆内部空间(53、55)的空气的冷却和加热。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其中至少又一冷却和加热设备(1、39、41)连接到所述冷却和加热系统(31)的液体回路(35)上，所述又一冷却和加热设备根据权利要求5或6构成为可在冷却运行和热泵运行之间切换，并且在所述车辆(51)中设置为，使得仅来自外部的空气可作为空气经过所述液体-空气-热交换器(10)和空气-制冷剂-热交换器(11)输送，其特征在于，所述方法具有其他步骤：

-确定(130A)外部空气的温度，并且

-在冷的外部空气足以冷却时，冷却(150A)所述液体回路(35)的在根据权利要求5或6构成的冷却和加热设备(1、33)的制冷剂回路(3)被切断时流过所述冷却和加热设备(1、33)的液体-空气-热交换器(10)的加热的液体，

-在冷的外部空气不足以冷却时，借助于根据权利要求5或6构成的冷却和加热设备(1、33)的在冷却运行中关于所述液体被接通的制冷剂回路(3)，冷却(150B)所述液体回路(35)的流过所述冷却和加热设备(1、33)的液体-制冷剂热交换器(7)的加热的液体，或者

-借助于根据权利要求5或6构成的冷却和加热设备(1、33)在热泵运行中被接通的制冷剂回路(3)，在用在根据权利要求21或22为此所设置的冷却和加热设备(1、33)加热的液体来加热(130)用于至少一个车辆内部空间(53，55)或者在至少一个车辆内部空间中的空气时，加热(120)所述液体回路(35)的流过所述冷却和加热设备(1、33)的液体-制冷剂-热交换器(7)的液体。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其特征在于，为了除霜，尤其为了给设置在车辆内部空间(53、55)中的冷却和加热设备(39、41)的空气-制冷剂-热交换器(11)除霜，第一阀(21)打开以及第二阀(23)关闭，并且之前在冷却所述车辆内部空间(53、55)中的空气时在液体-制冷剂-热交换器(7)中加热的液体被泵送经过所述旁路(19)，其中冷却和加热设备的之前用于冷却车辆内部空间(53、55)中的空气而接通的制冷剂回路(3)被关断。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法，其特征在于，关于相应的冷却和加热设备(1、33、39、41)，自动调节所述第一阀(21)并且必要时第二阀(23)和制冷剂回路(3)的接通和关断以及必要时还有其切换和/或可电运行的压缩机(5)的功率和/或膨胀元件(9、25)和/或与空气-制冷剂-热交换器(11)和液体-空气-热交换器(10)相关联的空气输送装置(13)以及关于液体回路(35)其阀门(69、71、75、77)和/或泵(37)的输送功率。

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