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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Klimasteuerungssysteme, und insbesondere Klimasteuerungssysteme einschließlich einer Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung für Motorfahrzeuge, Motorfahrzeuge einschließlich solcher Klimasteuerungssysteme und Verfahren zum Betreiben solcher Klimasteuerungssysteme.
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HINTERGRUND
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Viele Motorfahrzeuge, wie z. B. Automobile, umfassen Klimasteuerungssysteme bzw. Klimaanlagen, welche zum Kühlen des Innenraumes eines Fahrzeuges betrieben werden. Diese Klimasteuerungssysteme umfassen typischerweise einen Kondensator bzw. Gaskühler, einen Verdampfer und einen Kompressor, welcher ein Kühlmittel zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer zirkuliert bzw. pumpt. Insbesondere verdichtet der Kompressor das Kühlmittel zu einem Hochdruck-, Hochtemperatur-Gas-Kühlmittel, welches zum Kondensator geleitet wird. Der Kondensator kondensiert das gasförmige Kühlmittel zu einem Hochdruck-, Hochtemperatur-Flüssig-Kühlmittel. Typischerweise ist eine Aufnahmeeinrichtung mit einer Speicherkapazität auf einer Seite des Kondensators integriert. Die integrierte Aufnahmeeinrichtung unterstützt das Speichern eines Anteils des flüssigen Kühlmittels, so dass eine gewisse Menge an flüssigem Kühlmittel unter verschiedenen Umgebungsbedingungen verfügbar ist. Das flüssige Kühlmittel wird dann zu einem Expansionsventil weitergeleitet, wie z. B. ein thermostatisches Expansionsventil, welches das flüssige Kühlmittel teilweise expandiert und seinen Fluss zum Verdampfer regelt.
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Im Verdampfer expandiert das teilweise expandierte Kühlmittel weiter zu einem Niedrigtemperatur-, Niedrigdruck-Gas-Kältemittel für einen indirekten Wärmeaustausch mit Luft, welche entlang bzw. durch den Verdampfer strömt, und die Luft kühlt, wodurch das gasförmige Kühlmittel erwärmt wird. Das gasförmige Kühlmittel wird vom Verdampfer als ein überhitztes Gas entfernt, wobei die gekühlte Luft im Passagierinnenraum im Sinne einer Klimasteuerung zirkuliert wird.
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Ein Problem besteht insbesondere vom Standpunkt der Wirksamkeit darin, dass das teilweise expandierte Kühlmittel in den Verdampfer typischerweise als eine zweiphasige Mischung eingeführt wird. Die zweiphasige Mischung umfasst eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase, welche Temperaturverteilungsprobleme im Verdampfer verursachen kann. Beispielsweise kann die Kühlmittel-Dampfphase, z. B. durch Erzeugen eines Widerstandsdruckes, als ein Hindernis für die Kühlmittel-Flüssigphase wirken, wenn die Kühlmittel-Flüssigphase versucht, durch die kleinen Kanäle des Verdampfers zu gelangen und dort zu expandieren, um Kühlung bereitzustellen. Somit wird eine geringere Kühlung der Luft bereitgestellt, welche entlang bzw. durch den Verdampfer strömt, wodurch die Wirksamkeit des Klimasteuerungssystemes reduziert wird.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, Klimasteuerungssysteme mit einer verbesserten Wirksamkeit für Motorfahrzeuge, Motorfahrzeuge einschließlich solcher Klimasteuerungssysteme und Verfahren zum Betreiben solcher Klimasteuerungssysteme bereitzustellen. Weiterhin werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den angefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
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FR 2 855 254 A1 zeigt eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug.
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DE 603 07 547 T2 zeigt ein Klimatisierungssystem und eine Leitungsvorrichtung zur Verhinderung von Wärmezufuhr durch die Wärmeabgabe des Motorraums.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Hierin wird ein Klimasteuerungssystem für ein Motorfahrzeug bereitgestellt. In einer Ausführungsform umfasst das Klimasteuerungssystem einen Kühlmittelkreislauf, welcher dazu ausgebildet ist, ein Kühlmittel zu zirkulieren. Ein Kompressor ist entlang des Kühlmittelkreislaufes angeordnet und dazu ausgebildet, das Kühlmittel zu verdichten, um einen Kühlmittel-Gasstrom unter hohem Druck zu bilden. Ein Kondensator ist entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts vom Kompressor angeordnet und dazu ausgebildet, den unter hohem Druck stehenden Kühlmittel-Gasstrom zu kondensieren, um einen kondensierten Kühlmittelstrom zu bilden. Ein Expansionsventil ist entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts vom Kondensator angeordnet und dazu ausgebildet, den kondensierten Kühlmittelstrom zu expandieren, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom zu bilden. Der teilweise expandierte Kühlmittelstrom umfasst eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase. Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung ist entlang des Kühlmittelkreislaufes angeordnet und befindet sich in fluider Verbindung mit dem Expansionsventil. Die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung enthält zum Entfernen von Wasser von wenigstens einem Anteil des teilweise expandierten Kühlmittelstroms ein Trockenmittel, um den Kühlmittel-Flüssigstrom zu bilden, welcher im Wesentlichen kein Wasser aufweist. Ein Verdampfer ist entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung angeordnet. Der Verdampfer ist dazu ausgebildet, Wärme zwischen Luft, welche entlang bzw. durch den Verdampfer strömt, und dem Kühlmittel-Flüssigstrom auszutauschen, welcher im Inneren des Verdampfers hindurchströmt und dort expandiert, um einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom zu bilden.
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Hierin wird ein Klimasteuerungssystem für ein Motorfahrzeug bereitgestellt. In einer Ausführungsform umfasst das Klimasteuerungssystem einen Kühlmittelkreislauf, welcher zum Zirkulieren eines Kühlmittels ausgebildet ist. Ein Kompressor ist entlang des Kühlmittelkreislaufes angeordnet und dazu ausgebildet, das Kühlmittel zu verdichten, um einen unter hohem Druck stehenden Kühlmittel-Gasstrom zu bilden. Ein Kondensator ist entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts vom Kompressor angeordnet und dazu ausgebildet, den unter hohem Druck stehenden Kühlmittel-Gasstrom zu kondensieren, um einen kondensierten Kühlmittelstrom zu bilden. Ein Expansionsventil ist entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts von dem Kondensator angeordnet und dazu ausgebildet, den kondensierten Kühlmittelstrom zu expandieren, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom zu bilden. Der teilweise expandierte Kühlmittelstrom umfasst eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase. Eine Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung ist entlang des Kühlmittelkreislaufes angeordnet und befindet sich in fluider Kommunikation mit dem Expansionsventil. Die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung ist dazu ausgebildet, den teilweise expandierten Kühlmittelstrom in einen Kühlmittel-Flüssigstrom und einen Kühlmittel-Dampfstrom zu trennen. Das Expansionsventil ist direkt mit der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung gekoppelt, so dass die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung den teilweise expandierten Kühlmittelstrom direkt vom Expansionsventil aufnimmt, wobei das Expansionsventil den Kühlmittel-Dampfstrom direkt von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung aufnimmt. Ein Verdampfer ist entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung angeordnet. Der Verdampfer ist dazu ausgebildet, Wärme zwischen Luft, welche entlang bzw. durch den Verdampfer strömt, und dem Kühlmittel-Flüssigstrom auszutauschen, welcher im Inneren des Verdampfers hindurchströmt und dort expandiert, um einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom zu bilden.
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Hierin wird ein Verfahren zum Betreiben eines Klimasteuerungssystemes für ein Motorfahrzeug bereitgestellt. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte des Expandierens eines kondensierten Kühlmittelstromes durch ein Expansionsventil, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom zu bilden. Der teilweise expandierte Kühlmittelstrom umfasst eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase. Der teilweise expandierte Kühlmittelstrom wird durch eine Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung in einen Kühlmittel-Flüssigstrom und einen Kühlmittel-Dampfstrom getrennt. Ein Trennen des teilweise expandierten Kühlmittelstromes umfasst ein Entfernen von Wasser von wenigstens einem Anteil des teilweise expandierten Kühlmittelstromes durch ein in der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung enthaltenes Trockenmittel, um den Kühlmittel-Flüssigstrom zu bilden, welcher im Wesentlichen kein Wasser aufweist. Wärme wird zwischen Luft, welche entlang bzw. durch einen Verdampfer strömt, und dem Kühlmittel-Flüssigstrom ausgetauscht, welcher im Inneren des Verdampfers hindurchströmt und dort expandiert, um einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom zu bilden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Ausführungsformen werden hiernach in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bedeuten, und wobei:
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1 eine schematische Darstellung eines Klimasteuerungssystems in einem Motorfahrzeug gemäß einer Ausführungsform ist;
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2 eine schematische Darstellung eines Klimasteuerungssystems in einem Motorfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform ist;
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3 eine schematische Darstellung eines Expansionsventils und einer Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
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4 eine Abschnittsseitenansicht einer Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
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5 eine perspektivische Seitenaufrissansicht einer Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform ist;
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6 eine Abschnittsseitenansicht einer Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
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7 eine schematische Darstellung eines Expansionsventiles, einer Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung und eines Verdampfers gemäß einer Ausführungsform ist;
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8 eine schematische Darstellung eines Expansionsventils, einer Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung und eines Verdampfers gemäß einer Ausführungsform ist; und
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9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Klimasteuerungssystems gemäß einer Ausführungsform ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die Anwendung und Verwendungen nicht beschränken. Weiterhin soll es keine Beschränkung durch irgendeine in dem vorangegangenen technischen Gebiet, Hintergrund, kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellte Theorie geben.
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Verschiedene hierin betrachtete Ausführungsformen betreffen Klimasteuerungssysteme für Motorfahrzeuge, Motorfahrzeuge einschließlich Klimasteuerungssysteme und Verfahren zum Betreiben solcher Klimasteuerungssysteme. Im Gegensatz zum Stand der Technik stellen die hierin offenbarten Ausführungsformen ein Klimasteuerungssystem für ein Motorfahrzeug mit verschiedenen, entlang eines Kühlmittelkreislaufes angeordneten Komponenten bereit. Die verschiedenen Komponenten umfassen einen Kompressor, einen Kondensator, ein Expansionsventil, eine Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung und einen Verdampfer. Der Kühlmittelkreislauf ist ausgelegt, um diese verschiedenen Komponenten in fluider Weise mit einem Kühlmittel zu verbinden. In einer Ausführungsform verdichtet der Kompressor das Kühlmittel, um einen Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom zu bilden, welcher zum Kondensator weitergeleitet wird. Der Kondensator kondensiert den Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom, um einen kondensierten Kühlmittelstrom zu bilden. Das Expansionsventil empfängt und expandiert den kondensierten Kühlmittelstrom, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom zu bilden. Der teilweise expandierte Kühlmittelstrom umfasst eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase und wird in die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung eingeleitet. Die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung trennt den teilweise expandierten Kühlmittelstrom in einen Kühlmittel-Flüssigstrom und einen Kühlmittel-Dampfstrom. In einer Ausführungsform wird der Kühlmittel-Flüssigstrom in den Verdampfer eingeleitet und dort hindurch weitergeleitet, während der Kühlmittel-Dampfstrom stromabwärts auf den Verdampfer gerichtet ist. Wärme wird zwischen Luft, welche entlang bzw. durch den Verdampfer strömt, und dem Kühlmittel-Flüssigstrom ausgetauscht, welcher im Inneren des Verdampfers strömt und sich dort expandiert, um gekühlte Luft und einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom zu bilden. In einer Ausführungsform wird die gekühlte Luft in einen Innenraum eines Passagierabteiles des Motorfahrzeuges zum Zwecke der Klimatisierung geleitet, und der überhitzte Kühlmittel-Gasstrom wird vom Verdampfer entfernt und mit dem Kühlmittel-Dampfstrom stromaufwärts vom Kompressor gemischt. Durch Trennen des teilweise expandierten Kühlmittelstromes durch die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung ist der Kühlmittel-Flüssigstrom im Wesentlichen frei von der Kühlmittel-Dampfphase, wenn der Kühlmittel-Flüssigstrom in den Verdampfer eingeleitet wird. Somit kann der Kühlmittel-Flüssigstrom leichter durch die kleinen Kanäle des Verdampfers hindurchströmen und dort expandieren, ohne dass die Kühlmittel-Dampfphase ein Hindernis bilden würde, wodurch eine Temperaturverteilung im Verdampfer verbessert und die Wirksamkeit des Klimasteuerungssystemes erhöht wird.
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Mit Bezug auf 1 wird ein Klimasteuerungssystem 10, welches in einem Motorfahrzeug 12 installiert ist, gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt. Das Klimasteuerungssystem 10 ist dazu ausgebildet, die Temperatur im Innenraum des Passagierabteiles 14 des Motorfahrzeuges 12 zu steuern bzw. zu regeln. Das Klimasteuerungssystem 10 kann Teil einer Klimaanlage sein, wie sie im Stand der Technik wohlbekannt ist, oder sie kann alternativ als ein so genanntes Standalone-System betrieben werden.
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Das Klimasteuerungssystem 10 umfasst einen Kühlmittelkreislauf 16, welcher im Motorfahrzeug 12 angeordnet und als ein geschlossener Fluidkreislauf ausgebildet ist, und zwar zum Zirkulieren eines Kühlmittels in einer im Allgemeinen entgegen dem Uhrzeigersinn strömenden Richtung relativ zur in 1 dargestellten Ansicht. Das Kühlmittel kann beispielsweise R-1234yf, R-134a oder Kohlenstoffdioxid sein. Alternativ kann das Kühlmittel ein beliebiges anderes Kühlmittel bzw. Kühlfluid sein, welches für Klimaanlagen bzw. Klimasteuerungssysteme verwendet wird.
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Entlang des Kühlmittelkreislaufes 16 sind in fluider Verbindung miteinander ein Kompressor 18, ein Kondensator 20, ein Expansionsventil 22, eine Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 sowie ein Verdampfer 26 angeordnet. Der Kompressor 18 ist derartig betreibbar, um das Kühlmittel bei einem relativ geringen Fluiddruck (z. B. relativ geringem Gasdruck) einzusaugen und das Kühlmittel zu einem relativ hohen Druck zu verdichten, wodurch ein Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom 28 gebildet wird. Der Kompressor 18 kann beispielsweise ein Hubkolbenverdichter, ein normaler Verdichter oder ein Drehkolbenkompressor sein. Der Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom 28 tritt durch einen Auslass 29 aus dem Kompressor 18 aus.
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Der Kondensator 20 befindet sich stromabwärts vom Kompressor 18 und nimmt den Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom 28 auf. Der Kondensator 20 ist derart betreibbar, den Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom 28 zu kondensieren, um einen kondensierten Kühlmittelstrom 30 zu bilden. In einer Ausführungsform umfasst der Kondensator 20 einen Wärmetauscher bzw. eine Spule mit einem Einlass 32, der dazu ausgebildet ist, den Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom 28 aufzunehmen. Der Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom 28 gibt Wärme an die Umgebungsluft ab und kondensiert, wenn der Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom 28 durch die Spule strömt, wobei die Umgebungsluft über eine Außenfläche der Spule strömt. Ein Ventilator 34 kann dafür sorgen, dass die Umgebungsluft entlang der Spule des Kondensators 20 strömt und/oder Umgebungsluft durch einen Grill des Motorfahrzeuges 12 entlang der Spule des Kondensators 20 strömen kann, um den Wärmeübergang zwischen der Umgebungsluft und dem Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom 28 zu ermöglichen, welcher im Inneren des Kondensators 20 strömt. In der Darstellung tritt der kondensierte Kühlmittelstrom 30 aus dem Kondensator 20 aus einem Auslass 36 aus. Es wird bevorzugt, dass der Kondensator 20 ein Gaskühler, ein Motorkühler oder ein beliebiger anderer dem Fachmann bekannter Wärmetauscher zum Kondensieren eines Hochdruck-Kühlmittelgases sein kann.
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Der kondensierte Kühlmittelstrom 30 strömt stromabwärts zum Expansionsventil 22. In der Darstellung ist das Expansionsventil 22 als ein thermostatisches Expansionsventil (TXV) ausgebildet, kann jedoch alternativ ein mit einer Öffnung versehenes Rohr bzw. eine andere dem Fachmann bekannte Kühlmittel-Expansionseinrichtung sein. Das Expansionsventil 22 ist in der Weise betreibbar, um den kondensierten Kühlmittelstrom 30 zu expandieren, wodurch der Druck und die Temperatur des kondensierten Kühlmittelstromes 30 abgesenkt werden, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 zu bilden. Der teilweise expandierte Kühlmittelstrom 38 umfasst eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase. In der Darstellung und mit detaillierterer Erläuterung im Folgenden nimmt das Expansionsventil 22 ebenso einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom 44 vom Verdampfer 26 auf und regelt in Antwort auf bestimmte Zustände, z. B. Temperatur und/oder Druck, des überhitzten Kühlmittel-Gasstromes 44 die Menge des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38, welcher aus dem Expansionsventil 22 austritt.
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In einer Ausführungsform befindet sich die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 stromabwärts von dem Expansionsventil 22 und steht mit diesem in fluider Verbindung, um den teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 aufzunehmen. Die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 ist in der Weise betreibbar, um den teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 in einen Kühlmittel-Flüssigstrom 40 und einen Kühlmittel-Dampfstrom 42 zu trennen. In einer Ausführungsform weist die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 eine Speicherkapazität zum Speichern einer gewissen Menge des Kühlmittel-Flüssigstromes 40 bei unterschiedlichen Umgebungszuständen auf, um einen kontinuierlichen Strom des Kühlmittel-Flüssigstroms 40 zum Verdampfer 26 sicherzustellen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Klimasteuerungssystemen muss der Kondensator 20 aufgrund der Speicherkapazität der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 keine integrierte Aufnahmeeinrichtung zum Speichern einer gewissen Menge an Kühlmittel bei unterschiedlichen Umgebungszuständen sein.
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Der Kühlmittel-Flüssigstrom 40 tritt aus der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 aus und wird stromabwärts auf den Verdampfer 26 gerichtet. Der Verdampfer 26 ist in der Weise betreibbar, um Wärme zwischen Luft, welche entlang bzw. durch den Verdampfer 26 strömt, und dem Kühlmittel-Flüssigstrom 40, welcher im Inneren des Verdampfers 26 strömt und dort expandiert, auszutauschen, um den überhitzten Kühlmittel-Gasstrom 44 zu bilden. In einer Ausführungsform umfasst der Verdampfer 26 einen Wärmetauscher mit Kanälen, z. B. kleinen Kanälen, sowie einen Einlass 46, welcher dazu ausgebildet ist, den Kühlmittel-Flüssigstrom 40 aufzunehmen. Der Kühlmittel-Flüssigstrom 40 absorbiert Wärme von der Umgebungsluft, wenn die Luft entlang bzw. durch den Wärmetauscher strömt. Es sei bemerkt, dass durch Trennen des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38 durch die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 der Kühlmittel-Flüssigstrom 40 im Wesentlichen frei von der Kühlmittel-Dampfphase ist, wenn der Kühlmittel-Flüssigstrom 40 in den Verdampfer 26 eingeleitet wird. Somit kann der Kühlmittel-Flüssigstrom 40 einfacher durch die kleinen Kanäle des Verdampfers 26 hindurchströmen und dort expandieren, ohne dass die Kühlmittel-Dampfphase als ein Hindernis wirken würde, wodurch eine Temperaturverteilung im Verdampfer 26 verbessert wird und die Wirksamkeit des Klimasteuerungssystems 10 erhöht wird.
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In der Darstellung kann ein Ventilator 48 die Umgebungsluft dazu bringen, entlang bzw. über die Außenseite der Kanäle des Verdampfers 26 zu strömen, um einen Wärmeübergang zwischen der Umgebungsluft und dem Kühlmittel-Flüssigstrom 40 zu ermöglichen. Beispielsweise kann auf diese Weise entlang bzw. durch den Verdampfer 26 zugeführte Luft im Folgenden durch eine bzw. mehrere (Luft-)Zuführungen zum Zwecke der Kühlung in den Passagierinnenraum 14 des Motorfahrzeuges 12 geführt werden.
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In einer Ausführungsform tritt der überhitzte Kühlmittel-Gasstrom 44 aus dem Verdampfer 26 durch einen Auslass 50 aus und wird wieder zurück zum Expansionsventil 22 geleitet. Das Expansionsventil 22 ist dazu ausgebildet, dass, wenn der überhitzte Kühlmittel-Gasstrom 44 durch einen Kontrollabschnitt des Expansionsventils 22 strömt, das Expansionsventil 22 in Antwort auf den Druck und/oder die Temperatur des überhitzten Kühlmittel-Gasstromes 44 den heraustretenden Fluss des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38 reguliert. Auf diese Weise kann die Menge des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38, welcher in die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 eingeleitet wurde, angepasst werden, um den Erfordernissen des Verdampfers 26 zu entsprechen, und zwar um eine vollständigere Expansion des flüssigen Kühlmittelstromes 40 im Verdampfer 26 in die Gasphase für eine verbesserte Kühlung sicherzustellen. Der überhitzte Kühlmittel-Gasstrom 44 tritt aus dem Expansionsventil 22 aus und wird stromabwärts auf einen Abschnitt 54 des Kühlmittelkreislaufes 16 gerichtet, welcher sich stromaufwärts vom Kompressor 18 befindet.
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In einer Ausführungsform umfasst der Kühlmittelkreislauf 16 einen Bypass-Abschnitt 52. Der Bypass-Abschnitt 52 koppelt in fluider Weise die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 mit dem Abschnitt 54 des Kühlmittelkreislaufes 16. Somit tritt der Kühlmittel-Dampfstrom 42 aus der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 aus, wobei er entlang des Bypass-Abschnittes 52 zum Abschnitt 54 weitergeleitet wird, und wird in den überhitzten Kühlmittel-Gasstrom 44 eingeleitet, um eine Kühlmittelstrom-56-Mischung zu bilden. Die Kühlmittelstrom-56-Mischung strömt entlang des Kühlmittelkreislaufes 16 und wird bei einem Einlass 58 des Kompressors 18 aufgenommen, um den oben beschriebenen Kühlmittelzyklus zu wiederholen.
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Mit Bezug auf 2 wird das in dem Motorfahrzeug 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform installierte Klimasteuerungssystem 10 bereitgestellt. Das Klimasteuerungssystem 10 ist in ähnlicher Weise ausgebildet, wie es in Bezug auf 1 oben erläutert wurde, jedoch mit einem zusätzlichen internen Wärmetauscher 60, welcher entlang des Kühlmittelkreislaufes 16 angeordnet ist. Der interne Wärmetauscher 60 stellt für den kondensierten Kühlmittelstrom 30 eine zusätzliche Kühlung bereit, und zwar vor Einleitung in das Expansionsventil 22, um die Wirksamkeit bzw. Leistungsfähigkeit des Klimasteuerungssystems 10 weiter zu verbessern.
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In der Darstellung weist der interne Wärmetauscher 60 eine Fluidleitung 62 auf, welche stromabwärts vom Kondensator 20 und stromaufwärts vom Expansionsventil 22 angeordnet ist, und eine Fluidleitung 64, welche stromabwärts vom Verdampfer 26 und stromaufwärts vom Kompressor 18 angeordnet ist. Die Fluidleitungen 62 und 64 sind in dem internen Wärmetauscher 60 aneinander angrenzend angeordnet, um einen Wärmeübergang zwischen den zwei Fluidleitungen 62 und 64 zu ermöglichen. Somit ist der interne Wärmetauscher 60 für einen indirekten Wärmeaustausch zwischen dem kondensierten Kühlmittelstrom 30 und dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom 44 betreibbar.
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In einer Ausführungsform leitet der Bypass-Abschnitt 52 der Darstellung den Kühlmittel-Dampfstrom 42 auf den überhitzten Kühlmittel-Gasstrom 44 stromaufwärts von dem internen Wärmetauscher 60, so dass die Kühlmittelstrom-56-Mischung in die Fluidleitung 64 des internen Wärmetauschers 60 eingeleitet wird. Der kondensierte Kühlmittelstrom 30, welcher durch die Fluidleitungen 62 strömt, hat eine höhere Temperatur und einen höheren Druck als die Kühlmittelstrom-56-Mischung, und deshalb wird Wärme vom kondensierten Kühlmittelstrom 30 auf die Kühlmittelstrom-56-Mischung übertragen, um den kondensierten Kühlmittelstrom 30 zu kühlen.
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Mit Bezug auf 4 ist die in 1 und/oder 2 dargestellte Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 gemäß einer Ausführungsform als eine Trenneinrichtung 70 nach der Art einer Zusammenflusseinrichtung ausgebildet. Die Zusammenfluss-Trenneinrichtung 70 weist eine Leitung 72 mit einem Einlass 74 auf, welcher den teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 aufnimmt. Die Leitung 72 richtet den teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 hin zu einem Tropfenabscheider 76, welcher ein Trockenmittel 78 enthält. Der Tropfenabscheider 76 stellt eine Mehrzahl von Flächen bereit, um eine Trennung der Kühlmittel-Flüssig- und -Dampfphasen 80 und 82 des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38 zu beschleunigen. Zusätzlich entfernt das Trockenmittel 78 Wasser von dem teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38. In der Darstellung sammelt sich die Kühlmittel-Dampfphase 82 nahe eines oberen Abschnitts der Zusammenfluss-Trenneinrichtung 70, um den Kühlmittel-Dampfstrom 42 zu bilden, welchem im Wesentlichen Wasser entzogen ist und welcher durch einen Auslass 83 austritt. In der Darstellung weist die Zusammenfluss-Trenneinrichtung 70 eine Speicherkapazität in einem unteren Abschnitt auf, wo sich die Kühlmittel-Flüssigphase 80 ansammelt, um eine gewisse Menge 84 des Kühlmittel-Flüssigstromes 40 zu bilden, welchem im Wesentlichen Wasser entzogen ist und welcher durch einen Auslass 86 austritt.
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Mit Bezug auf 5 ist die in 1 und/oder 2 dargestellte Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 gemäß einer weiteren Ausführungsform als eine Trenneinrichtung 88 mit Prallflächen ausgebildet. Die Trenneinrichtung 88 mit Prallflächen weist eine Leitung 90 mit einem Einlass 92 auf, welcher den teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 aufnimmt. Die Leitung 90 leitet den teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 hin zu einer vertikal sich erstreckenden Platte 94, welche eine Mehrzahl von seitlich sich erstreckenden Prallflächen 96 aufweist, welche eine Trennung der Kühlmittel-Flüssig- und -Dampfphasen 80 und 82 des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38 beschleunigen. Die Kühlmittel-Dampfphase 82 strömt über die vertikal sich erstreckende Platte 94 und tritt durch einen Auslass 98 als Kühlmittel-Dampfstrom 42 aus. Die Kühlmittel-Flüssigphase 80 sammelt sich in einem unteren Abschnitt, um den Kühlmittel-Flüssigstrom 40 zu bilden, welcher durch einen Auslass 100 austritt.
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Mit Bezug auf 6 ist die in 1 und/oder 2 dargestellte Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 als eine zyklonartige Trenneinrichtung 102 gemäß einer Ausführungsform ausgebildet. Die zyklonartige Trenneinrichtung 102 weist eine Leitung 104 mit einem Einlass 106 auf, welcher den teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 aufnimmt. In der Darstellung strömt der teilweise expandierte Kühlmittelstrom 38 durch die Leitung 104 und strömt in einer rotationsförmigen Weise durch einen Innenabschnitt der zyklonartigen Trenneinrichtung 102 herab, um eine Trennung der Kühlmittel-Flüssig- und -Dampfphasen 80 und 82 des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38 auf Grund unterschiedlicher Dichten zu beschleunigen. Die Kühlmittel-Dampfphase 82, die Phase mit geringerer Dichte, sammelt sich nahe eines oberen Abschnittes der zyklonartigen Trenneinrichtung 102, um den Kühlmittel-Dampfstrom 42 zu bilden, welcher durch einen Auslass 108 austritt. Zusätzlich weist die zyklonartige Trenneinrichtung 102 eine Speicherkapazität in einem unteren Abschnitt auf, wo die Kühlmittel-Flüssigphase 80, die Phase mit der höheren Dichte, sich zu einer gewissen Menge 84 des Kühlmittel-Flüssigstromes 40 ansammelt, welcher durch einen Auslass 110 heraustritt.
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Mit Bezug auf 3 wird das Expansionsventil 22 und die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 gemäß einer weiteren Ausführungsform bereitgestellt. In der Darstellung ist das Expansionsventil 22 direkt mit der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 gekoppelt, so dass der teilweise expandierte Kühlmittelstrom 38 direkt von dem Expansionsventil 22 in die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 strömt. Die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 ist als eine zyklonartige Trenneinrichtung 102 ausgebildet, welche eine Leitung 112 aufweist, welche entlang eines mittleren Abschnittes der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 angeordnet ist. Der teilweise expandierte Kühlmittelstrom 38 strömt um die Außenseite der Leitung 112 in einer rotationsförmigen Weise herab, um eine Trennung der Kühlmittel-Flüssig- und -Dampfphasen 80 und 82 zu beschleunigen. Die Kühlmittel-Dampfphase 82 steigt durch die Leitung 112 hinauf, um den Kühlmittel-Dampfstrom 42 zu bilden, welcher durch einen Auslass 114 heraustritt. In einem unteren Abschnitt der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 befindet sich eine Speicherkapazität, wo sich die Kühlmittel-Flüssigphase 80 ansammelt, um eine gewisse Menge 84 des Kühlmittel-Flüssigstromes 40 zu bilden. In der Darstellung ist ein Trockenmittel 78 zum Entfernen von Wasser aus dem Kühlmittel-Flüssigstrom 40, welcher durch einen Auslass 116 heraustritt, in der gewissen Menge 84 angeordnet. Somit ist dem Kühlmittel-Flüssigstrom 40 im Wesentlichen Wasser entzogen.
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Mit Bezug auf 7 wird ein Abschnitt des Klimasteuerungssystemes 10 einschließlich des Expansionsventiles 22, der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 und des Verdampfers 26 gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt. Das Expansionsventil 22 ist als ein elektronisches Expansionsventil 120 ausgebildet, welches Zustände des überhitzten Kühlmittel-Gasstromes 44 über ein elektrisches Kabel 122 erfasst. Das Expansionsventil 22 ist direkt mit der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 gekoppelt und reagiert auf die Zustände, wie z. B. Temperatur und/oder Druck, des überhitzten Kühlmittel-Gasstromes 44, um einen Fluss des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38 direkt in die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 zu regeln. In der Darstellung ist die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 in ähnlicher Weise wie die in 3 dargestellte zyklonartige Trenneinrichtung 102 ausgebildet. Somit trennt die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 den teilweise expandierten Kühlmittelstrom 38 in den Kühlmittel-Flüssigstrom 40, welcher auf den Verdampfer 26 gerichtet ist, und den Kühlmittel-Dampfstrom 42, welcher mit dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom 44 stromabwärts vom Verdampfer 26 gemischt wird, um die Kühlmittelstrom-56-Mischung zu bilden.
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Mit Bezug auf 8 wird ein Abschnitt des Klimasteuerungssystems 10 einschließlich des Expansionsventils 22, der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 und des Verdampfers 26 gemäß einer weiteren Ausführungsform bereitgestellt. Das Expansionsventil 22 erfasst Zustände des überhitzten Kühlmittel-Gasstromes 44 über eine Kapillarröhre 124, welche einen kleinen Seitenstrom zulässt, welcher von dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom 44 zum Expansionsventil 22 umgelenkt wird. Das Expansionsventil 22 ist direkt mit der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 gekoppelt und reagiert auf Zustände, wie z. B. Temperatur und/oder Druck, des überhitzten Kühlmittel-Gasstromes 44, um den Fluss des teilweise expandierten Kühlmittelstromes 38 direkt in die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 zu regeln. In der Darstellung ist die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung 24 in ähnlicher Weise ausgebildet wie die in 3 dargestellte zyklonartige Trenneinrichtung 102, mit der Ausnahme, dass die Leitung 126 den Kühlmittel-Dampfstrom 42 zurück durch das Expansionsventil 22 leitet. Vom Expansionsventil 22 wird der Kühlmittel-Dampfstrom 42 in den überhitzten Kühlmittel-Gasstrom 44 eingeleitet, um die Kühlmittelstrom-56-Mischung zu bilden.
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Mit Bezug auf 9 wird ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Klimasteuerungssystems für ein Motorfahrzeug gemäß einer Ausführungsform bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Expandieren eines kondensierten Kühlmittelstromes (Schritt 202) über ein Expansionsventil, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom zu bilden, welcher eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase umfasst. Der teilweise expandierte Kühlmittelstrom wird durch eine Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung (Schritt 204) in einen Kühlmittel-Flüssigstrom und einen Kühlmittel-Dampfstrom getrennt. In einer Ausführungsform umfasst ein Trennen des teilweise expandierten Kühlmittelstromes ein Entfernen von Wasser von wenigstens einem Abschnitt des teilweise expandierten Kühlmittelstromes durch ein in der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung enthaltenes Trockenmittel, um den Kühlmittel-Flüssigstrom zu bilden, welchem im Wesentlichen Wasser entzogen ist. Wärme wird (Schritt 206) zwischen Luft, welche entlang bzw. durch einen Verdampfer strömt, und dem Kühlmittel-Flüssigstrom, welcher im Inneren des Verdampfers strömt und dort expandiert, übertragen, um einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom zu bilden. Der Kühlmitteldampfstrom wird mit dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom gemischt (Schritt 208).
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Während wenigstens eine Ausführungsform in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung dargestellt wurde, wird bevorzugt, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es wird ebenso bevorzugt, dass die Ausführungsform bzw. Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit bzw. Konfiguration der Offenbarung in keiner Weise beschränken sollen. Vielmehr soll die vorangegangene detaillierte Beschreibung dem Fachmann eine nützliche Anleitung zur Umsetzung der Ausführungsform bzw. Ausführungsformen bereitstellen. Es wird davon ausgegangen, dass hinsichtlich der Funktion und Anordnung von Elementen verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der Offenbarung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Äquivalenten definiert ist.
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WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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- 1. Klimasteuerungssystem für ein Motorfahrzeug, wobei das System umfasst:
einen Kühlkreislauf, welcher dazu ausgebildet ist, ein Kühlmittel zu zirkulieren;
einen Kompressor, welcher entlang des Kühlkreislaufes angeordnet und dazu ausgebildet ist, das Kühlmittel zu verdichten, um einen Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom zu bilden;
einen Kondensator, welcher entlang des Kühlkreislaufes stromabwärts vom Kompressor angeordnet und dazu ausgebildet ist, den Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom zu kondensieren, um einen kondensierten Kühlmittelstrom zu bilden;
ein Expansionsventil, welches entlang des Kühlkreislaufes stromabwärts vom Kondensator angeordnet und dazu ausgebildet ist, den kondensierten Kühlmittelstrom zu expandieren, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom zu bilden, welcher eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Gasphase umfasst;
eine Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung, welche entlang des Kühlkreislaufes in fluider Kommunikation mit dem Expansionsventil angeordnet und dazu ausgebildet ist, den teilweise expandierten Kühlmittelstrom in einen flüssigen Kühlmittelstrom und einen dampfförmigen Kühlmittelstrom zu trennen, wobei die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung ein Trockenmittel zum Entfernen von Wasser wenigstens eines Anteils des teilweise expandierten Kühlmittelstromes enthält, um den flüssigen Kühlmittelstrom zu bilden, welchem im Wesentlichen Wasser entzogen ist; und,
einen Verdampfer, welcher entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung angeordnet und dazu ausgebildet ist, Wärme zwischen am Verdampfer entlangströmender bzw. durch den Verdampfer hindurchströmender Luft und dem Kühlmittel-Flüssigstrom auszutauschen, welcher im Verdampfer strömt und dort expandiert, um einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom zu bilden.
- 2. System nach Ausführungsform 1, wobei der Kühlkreislauf dazu ausgebildet ist, den dampfförmigen Kühlmittelstrom mit dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom stromabwärts vom Verdampfer zu mischen.
- 3. System nach Ausführungsform 2, wobei der Kühlkreislauf einen Bypass-Abschnitt umfasst, welcher in fluider Weise den dampfförmigen Kühlmittelstrom von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung mit dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom stromaufwärts vom Kompressor verbindet.
- 4. System nach Ausführungsform 3, wobei das Expansionsventil dazu ausgebildet ist, dass der überhitzte Kühlmittel-Gasstrom durch das Expansionsventil strömt, um einen Fluss des teilweise expandierten Kühlmittelstromes mit der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung zu regeln, und wobei der Bypass-Abschnitt in fluider Weise den Dampf-Kühlmittelstrom mit dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom stromabwärts vom Expansionsventil verbindet.
- 5. System nach Ausführungsform 1, wobei das Expansionsventil direkt mit der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung gekoppelt ist, so dass die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung den teilweise expandierten Kühlmittelstrom direkt von dem Expansionsventil aufnimmt und das Expansionsventil den dampfförmigen Kühlmittelstrom direkt von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung aufnimmt, bevor der dampfförmige Kühlmittelstrom in den überhitzten Kühlmittel-Gasstrom eingeleitet wird.
- 6. System nach Ausführungsform 1, wobei das Expansionsventil als ein elektronisches Expansionsventil ausgebildet ist, welches Zustände des überhitzten Kühlmittel-Gasstromes erfasst und auf Zustände reagiert, um den Fluss des teil- weise expandierten Kühlmittelstromes zur Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung zu regeln.
- 7. System nach Ausführungsform 1, weiterhin umfassend einen internen Wärmetauscher, welcher entlang des Kühlmittelkreislaufes angeordnet ist und eine erste Fluidleitung und eine zweite Fluidleitung aufweist, wobei sich die erste Fluidleitung stromabwärts vom Kondensator und stromaufwärts vom Expansionsventil befindet und sich die zweite Fluidleitung stromabwärts von dem Verdampfer und stromaufwärts vom Kompressor befindet und wobei der interne Wärmetauscher dazu ausgebildet ist, indirekt Wärme zwischen dem kondensierten Kühlmittelstrom und dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom auszutauschen.
- 8. System nach Ausführungsform 7, wobei der Kühlmittelkreislauf dazu ausgebildet ist, in fluider Weise den dampfförmigen Kühlmittelstrom mit dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom stromaufwärts von dem internen Wärmetauscher zu verbinden.
- 9. System nach Ausführungsform 1, wobei das Klimasteuerungssystem keinen integrierten Empfänger zur Aufnahme des kondensierten Kühlmittelstromes vom Kondensator umfasst.
- 10. System nach Ausführungsform 1, wobei die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung eine Speicherkapazität zum Speichern einer gewissen Menge des flüssigen Kühlmittelstromes aufweist.
- 11. System nach Ausführungsform 1, wobei die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung als eine zyklonartige Trenneinrichtung ausgebildet ist.
- 12. System nach Ausführungsform 1, wobei die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung als eine Trenneinrichtung mit Prallflächen ausgebildet ist.
- 13. System nach Ausführungsform 1, wobei die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung als eine zusammenflussartige Trenneinrichtung ausgebildet ist.
- 14. Klimasteuerungssystem für ein Motorfahrzeug, wobei das System umfasst:
einen Kühlkreislauf, welcher ausgebildet ist, um ein Kühlmittel zu zirkulieren;
einen Kompressor, welcher entlang des Kühlmittelkreislaufes angeordnet und dazu ausgebildet ist, das Kühlmittel zu verdichten, um einen Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom zu bilden;
einen Kondensator, welcher entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts vom Kompressor angeordnet und dazu ausgebildet ist, den Hochdruck-Kühlmittel-Gasstrom zu kondensieren, um einen kondensierten Kühlmittelstrom zu bilden;
ein Expansionsventil, welches entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts vom Kondensator angeordnet und dazu ausgebildet ist, den Kühlmittelstrom zu kondensieren, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom zu bilden, welcher eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase umfasst;
eine Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung, welche entlang des Kühlmittelkreislaufes in fluider Kommunikation mit dem Expansionsventil angeordnet und dazu ausgebildet ist, den teilweise expandierten Kühlmittelstrom in einen Kühlmittel-Flüssigkeitsstrom und einen Kühlmittel-Dampfstrom zu trennen, wobei das Expansionsventil direkt mit der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung gekoppelt ist, so dass die Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung den teilweise expandierten Kühlmittelstrom direkt von dem Expansionsventil aufnimmt und das Expansionsventil den Kühlmittel-Dampfstrom direkt von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung aufnimmt; und
einen Verdampfer, welcher entlang des Kühlmittelkreislaufes stromabwärts von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung angeordnet und dazu ausgebildet ist, Wärme zwischen Luft, welche entlang bzw. durch den Verdampfer strömt, und dem Kühlmittel-Flüssigstrom auszutauschen, welcher im Inneren des Verdampfers strömt und sich dort expandiert, um einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom zu bilden.
- 15. Verfahren zum Betreiben eines Klimasteuerungssystems für ein Motorfahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Expandieren eines kondensierten Kühlmittelstromes über ein Expansionsventil, um einen teilweise expandierten Kühlmittelstrom zu bilden, welcher eine Kühlmittel-Flüssigphase und eine Kühlmittel-Dampfphase umfasst;
Trennen des teilweise expandierten Kühlmittelstromes mit einer Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung in einen Kühlmittel-Flüssigstrom und einen Kühlmittel-Dampfstrom, und wobei das Trennen ein Entfernen von Wasser von wenigstens einem Abschnitt des teilweise expandierten Kühlmittelstromes mit einem in der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung enthaltenen Trockenmittel umfasst, um den Kühlmittel-Flüssigstrom zu bilden, welchem im Wesentliche Wasser entzogen ist; und
Austauschen von Wärme zwischen Luft, welche entlang bzw. durch einen Verdampfer strömt, und dem Kühlmittel-Flüssigstrom, welcher im Inneren des Verdampfers strömt und sich dort expandiert, um einen überhitzten Kühlmittel-Gasstrom zu bilden.
- 16. Verfahren nach Ausführungsform 15, weiterhin umfassend den Schritt:
Mischen des Kühlmittel-Dampfstromes mit dem überhitzten Kühlmittelgasstrom.
- 17. Verfahren nach Ausführungsform 16, weiterhin umfassend den Schritt:
Leiten des überhitzten Kühlmittel-Gasstromes durch das Expansionsventil, um einen Fluss des teilweise expandierten Kühlmittelstromes zu der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung zu regeln, und wobei der Schritt des Mischens ein Mischen des Kühlmittel-Dampfstromes mit dem überhitzten Kühlmittel-Gasstrom stromabwärts vom Expansionsventil umfasst.
- 18. Verfahren nach Ausführungsform 16, weiterhin umfassend den Schritt:
Leiten des Kühlmittel-Dampfstromes durch das Expansionsventil vor dem Schritt des Mischens.
- 19. Verfahren nach Ausführungsform 18, wobei der Schritt des Leitens ein Einleiten des Kühlmitteldampfstromes direkt in das Expansionsventil von der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung umfasst.
- 20. Verfahren nach Ausführungsform 15, weiterhin umfassend den Schritt:
Speichern einer gewissen Menge des Kühlmittel-Flüssigstromes in der Flüssigkeits-Dampf-Trenneinrichtung.
