DE102014116501A1 - Cooling device and method for operating a cooling device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug vor aufweisend einen Kompressor, wenigstens einen Verdampfer, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator, welche in einen gemeinsamen Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung eingebettet sind, wobei in einem Primärzustand der erste Kondensator aus dem Kühlkreislauf ausgekoppelt ist und in einem Sekundärzustand der zweite Kondensator aus dem Kühlkreislauf ausgekoppelt ist.The present invention proposes a cooling device for a vehicle comprising a compressor, at least one evaporator, a first condenser and a second condenser, which are embedded in a common cooling circuit of the cooling device, wherein in a basic state the first condenser is coupled out of the cooling circuit and in a secondary state of the second capacitor is coupled out of the cooling circuit.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung. The present invention relates to a cooling device for a vehicle and a method for operating a cooling device.
Aus dem Stand der Technik sind hinlänglich Kühlvorrichtungen bekannt, die in ein Fahrzeug integriert sind, um dort beispielsweise eine HLK(Heizung Lüftung Klimatechnik)-Komponente zu versorgen. Dabei wechseln typischerweise die Anforderungen an die von der Kühlvorrichtung getragene Kühlleistung über einen Zeitraum, in dem die Kühlvorrichtung betrieben wird. Beispielsweise werden Verdampfer, die durch die Kühlvorrichtung versorgt werden sollen, zu- oder weggeschaltet. Außerdem ist bei der Nutzung von wassergekühlten Kondensatoren die Kühlleistung begrenzt durch die Temperatur im Wasserkreislauf des wassergekühlten Kondensators. So kann in manchen Fällen unter Betriebsbedingungen den gehobenen Anforderungen an die Kühlvorrichtung nicht nachgekommen werden. Cooling devices are well known from the prior art, which are integrated into a vehicle to provide there, for example, a HVAC (heating ventilation air conditioning) component. Typically, the requirements for the cooling power carried by the cooling device change over a period in which the cooling device is operated. For example, evaporators to be supplied by the cooling device are switched on or off. In addition, when using water-cooled condensers, the cooling capacity is limited by the temperature in the water cycle of the water-cooled condenser. Thus, in some cases under operating conditions the higher demands on the cooling device can not be met.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der sich das Management der Kühlleistung in der Kühlvorrichtung im Vergleich zum Stand der Technik verbessern lässt. It is an object of the present invention to provide a cooling device with which the management of the cooling performance in the cooling device can be improved compared to the prior art.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug aufweisend einen Kompressor, wenigstens einen Verdampfer, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator, welche in einen gemeinsamen Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung eingebettet sind, wobei in einem Primärzustand der erste Kondensator aus dem Kühlkreislauf ausgekoppelt ist und in einem Sekundärzustand der zweite Kondensator aus dem Kühlkreislauf ausgekoppelt ist. The object of the present invention is achieved by a cooling device for a vehicle having a compressor, at least one evaporator, a first condenser and a second condenser, which are embedded in a common cooling circuit of the cooling device, wherein in a basic state the first condenser is coupled out of the cooling circuit is and in a secondary state, the second capacitor is coupled out of the cooling circuit.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird erfindungsgemäß eine Kühlvorrichtung zur Verfügung gestellt, die zwischen dem Primärzustand und dem Sekundärzustand wechseln kann, wenn sich die Anforderungen an die Kühlleistungen der gesamten Kühlvorrichtung ändern. Insbesondere unterscheidet sich die Kühlleistung, die maximal mit dem ersten Kondensator erreichbar ist, von der Kühlleistung, die maximal mit dem zweiten Kondensator erreichbar ist. Vorzugsweise lassen sich dabei mit dem ersten Kondensator höhere Kühlleistungen erzielen und die Kühlvorrichtung befindet sich im Primärzustand, wenn eine vergleichsweise geringe Kühlleistung von der Kühlvorrichtung gefordert wird. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Kühlvorrichtung vorgesehen ist für die Versorgung eines oder mehrerer, insbesondere parallel im Kühlkreislauf geschalteter, Verdampfer. Beispielsweise handelt es sich bei dem Verdampfer um einen Teil einer HLK-Komponente oder einen Teil einer Ladeluftkühlung. In contrast to the prior art, a cooling device according to the invention is provided, which can change between the primary state and the secondary state, if the demands on the cooling capacities of the entire cooling device change. In particular, the cooling capacity, which is achievable maximally with the first capacitor, differs from the cooling capacity, which can be achieved maximally with the second capacitor. Preferably, higher cooling capacities can be achieved with the first capacitor, and the cooling device is in the primary state when a comparatively low cooling capacity is required by the cooling device. Furthermore, it is conceivable that the cooling device is provided for the supply of one or more, in particular parallel in the cooling circuit connected, evaporator. For example, the evaporator is part of an HVAC component or part of a charge air cooling system.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the dependent claims and the description with reference to the drawings.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass im Primärzustand der zweite Kondensator in den Kühlkreislauf eingekoppelt ist und/oder im Sekundärzustand der erste Kondensator in den Kühlkreislauf eingekoppelt ist. Insbesondere wird die Kühlleistung im Primärzustand vom zweiten Kondensator hervorgerufen und/oder im Sekundärzustand vom ersten Kondensator. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise von einem Betrieb der Kühlvorrichtung mit dem ersten Kondensator in einen Betrieb mit dem zweiten Kondensator wechseln. According to a further embodiment of the present invention, it is provided that in the primary state of the second capacitor is coupled into the cooling circuit and / or in the secondary state of the first capacitor is coupled into the cooling circuit. In particular, the cooling capacity in the primary state is caused by the second capacitor and / or in the secondary state by the first capacitor. As a result, it is advantageously possible to switch from operation of the cooling device with the first capacitor into operation with the second capacitor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Kondensator einen luftgekühlten Kondensator und/oder der zweite Kondensator einen wassergekühlten Kondensator umfasst. Vorzugsweise umfasst der erste Kondensator mehrere luftgekühlte in Reihe geschaltete Kondensatoren und/oder der wassergekühlte Kondensator umfasst einen Wasserkreislauf. Durch die Nutzung von luftgekühlten Kondensatoren lassen sich im Vergleich zu wassergekühlten Kondensatoren, deren Kühlleistung durch die Temperatur im Wasserkreislauf begrenzt ist, größere Kühlleistungen in der gesamten Kühlvorrichtung realisieren. According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the first capacitor comprises an air-cooled condenser and / or the second condenser comprises a water-cooled condenser. Preferably, the first capacitor comprises a plurality of air-cooled capacitors connected in series and / or the water-cooled capacitor comprises a water circuit. By using air-cooled condensers, larger cooling capacities can be achieved in the entire cooling device compared to water-cooled condensers whose cooling capacity is limited by the temperature in the water cycle.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kühlvorrichtung einen ersten Bypass zum Überbrücken des ersten Kondensators und/oder einen zweiten Bypass zum Überbrücken des zweiten Kondensators aufweist. According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the cooling device has a first bypass for bridging the first capacitor and / or a second bypass for bridging the second capacitor.
Insbesondere wird der Kühlkreislauf im Primärzustand über den ersten Bypass geführt. Vorzugsweise ist der erste Bypass parallel zum ersten Kondensator im Kühlkreislauf geschaltet und/oder der zweite Bypass parallel zum zweiten Kondensator im Kühlkreislauf. In particular, the cooling circuit is conducted in the primary state via the first bypass. Preferably, the first bypass is connected in parallel to the first condenser in the cooling circuit and / or the second bypass is parallel to the second condenser in the cooling circuit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Kondensator und der zweite Kondensator im Kühlkreislauf in Reihe geschaltet sind. According to another embodiment of the present invention, it is provided that the first capacitor and the second capacitor are connected in series in the cooling circuit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass dem ersten Kondensator ein erstes Ventil im Kühlkreislauf zugeordnet ist und/oder dem zweiten Kondensator ein zweites Ventil im Kühlkreislauf zugeordnet ist, wobei der Kühlkreislauf eine Steuereinheit umfasst, wobei das erste Ventil und/oder das zweite Ventil über die Steuereinheit steuerbar ist. Vorzugsweise sind die Steuereinheit sowie das erste und/oder das zweite Ventil Teil eines Regelkreises, mit dem bestimmt wird, ob der erste Kondensator oder der zweite Kondensator ausgekoppelt wird. Insbesondere wird über die Ventile durch deren Öffnen und Schließen festgelegt, welcher Kondensator die Kühlleistung hervorruft, d. h. ob die Kühlvorrichtung im Primärzustand ist oder im Sekundärzustand. Für den Fall, dass der zweite Kondensator als wassergekühlter Kondensator ausgestaltet ist, ist es vorstellbar, dass das zweite Ventil in den Wasserkreislauf integriert ist. According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the first capacitor is associated with a first valve in the cooling circuit and / or the second capacitor is associated with a second valve in the cooling circuit, wherein the cooling circuit comprises a control unit, wherein the first valve and / or the second valve is controllable via the control unit. Preferably, the control unit and the first and / or the second valve part of a control loop, with which it is determined whether the first capacitor or the second capacitor is coupled out. In particular, it is determined via the valves by opening and closing which capacitor causes the cooling power, ie whether the cooling device is in the primary state or in the secondary state. In the event that the second capacitor is designed as a water-cooled condenser, it is conceivable that the second valve is integrated into the water cycle.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Kühlvorrichtung aufweisend einen Kompressor, wenigstens einen Verdampfer, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator, welche in einen gemeinsamen Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung eingebettet sind, wobei die Kühlvorrichtung zur Anpassung der Kühlleistung wahlweise in einem Primärzustand, in dem der erste Kondensator aus dem Kühlkreislauf ausgekoppelt ist, oder in einem Sekundärzustand, in dem der zweite Kondensator aus dem Kühlkreislauf ausgekoppelt ist, betrieben wird. Another object of the present invention is a method for operating a cooling device comprising a compressor, at least one evaporator, a first condenser and a second condenser, which are embedded in a common cooling circuit of the cooling device, wherein the cooling device for adjusting the cooling capacity optionally in a basic state in which the first condenser is decoupled from the cooling circuit, or in a secondary state in which the second condenser is decoupled from the cooling circuit is operated.
Gegenüber dem Stand der Technik lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Betrieb in vorteilhafter Weise an die aktuell herrschenden, insbesondere von den Verdampfern geforderten, Anforderungen an die Kühlvorrichtung anpassen, indem zwischen dem Primärzustand und dem Sekundärzustand gewechselt wird. Compared to the prior art can be with the inventive method of operation in an advantageous manner to the currently prevailing, demanded in particular by the evaporators, requirements for the cooling device by changing between the primary state and the secondary state.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kühlleistung im Primärzustand vom zweiten Kondensator hervorgerufen wird und/oder die Kühlleistung im Sekundärzustand vom ersten Kondensator hervorgerufen wird. Insbesondere wird als erster Kondensator ein luftgekühlter Kondensator verwendet, mit dem sich größere maximale Kühlleistungen erreichen lassen als mit einem wassergekühlten Kondensator, der den zweiten Kondensator bildet. Vorzugsweise wird dann in den Sekundärzustand gewechselt, wenn die Kühlleistung, die maximal vom zweiten Kondensator erreichbar ist, nicht mehr zur Versorgung der Verdampfer bzw. des Verdampfers ausreicht. According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the cooling power in the primary state is caused by the second capacitor and / or the cooling power in the secondary state is caused by the first capacitor. In particular, an air-cooled condenser is used as the first condenser, with which greater maximum cooling capacities can be achieved than with a water-cooled condenser, which forms the second condenser. Preferably, it is then changed to the secondary state when the cooling capacity, which is at most reachable by the second capacitor, is no longer sufficient to supply the evaporator or the evaporator.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass bei einem Überschreiten einer kritischen Temperatur vom Primärzustand in den Sekundärzustand gewechselt wird. Insbesondere hängt die kritische Temperatur von der maximal vom zweiten Kondensator erreichbaren Kühlleistung, insbesondere von der Temperatur im Wasserkreislauf, ab. According to a further embodiment of the present invention, it is provided that is switched when a critical temperature is exceeded from the primary state to the secondary state. In particular, the critical temperature depends on the maximum cooling capacity achievable by the second condenser, in particular on the temperature in the water circuit.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken. Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the drawings and from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. The drawings illustrate only exemplary embodiments of the invention, which do not limit the essential inventive idea.
Die
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt. In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.
In
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DE102014116501.2A Withdrawn DE102014116501A1 (en) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Cooling device and method for operating a cooling device |
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Citations (2)
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DE19818649A1 (en) * | 1998-04-25 | 1999-10-28 | Behr Gmbh & Co | Vehicle air-conditioning system |
DE10123830A1 (en) * | 2001-05-16 | 2002-11-28 | Bosch Gmbh Robert | Vehicle air conditioning system uses a heat pump action with the evaporator as the heat source, in the heating mode, for a rapid heating of the interior without loss and heating of the motor to its working temperature |
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2014
- 2014-11-12 DE DE102014116501.2A patent/DE102014116501A1/en not_active Withdrawn
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