DE102015207808A1

DE102015207808A1 - Volume control device

Info

Publication number: DE102015207808A1
Application number: DE102015207808.6A
Authority: DE
Inventors: Markus Boger; Andreas Kemle
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2015-10-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Volumenausgleichsvorrichtung (20) mit einem Gehäuse (22) mit einem definierten Innenvolumen (23), wobei das Gehäuse (22) eine Anschlussöffnung (25) aufweist, mittels welcher das Gehäuse (22) mit einem fluidführenden Element (21) eines Kältemittelkreislaufs verbindbar ist, wobei in dem Gehäuse (22) ein Verschlusselement (26) angeordnet ist, mittels welchem das mit dem Kältemittelkreislauf verbundene freie Innenvolumen (24) des Gehäuses (22) einstellbar ist.The invention relates to a volume compensation device (20) having a housing (22) with a defined internal volume (23), wherein the housing (22) has a connection opening (25) by means of which the housing (22) is connected to a fluid conducting element (21) of a housing Refrigerant circuit is connectable, wherein in the housing (22) a closure element (26) is arranged, by means of which with the refrigerant circuit connected free internal volume (24) of the housing (22) is adjustable.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung betrifft eine Volumenausgleichsvorrichtung und einen Kältemittelkreislauf mit einer solchen Volumenausgleichsvorrichtung, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to a volume compensation device and a refrigerant circuit with such a volume compensation device, in particular for an air conditioning system of a motor vehicle.

Stand der Technik State of the art

In Klimaanlagen werden Kältemittelkreisläufe betrieben, in welchen ein Kältemittel im Umlauf betrieben wird. Das Kältemittel wird dabei von einem Verdichter verdichtet. Nach dem Verdichter ist in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet ein Kondensator oder Gaskühler vorgesehen, mittels welchem das Kältemittel im Hochdruckpfad abgekühlt wird. Anschließend wird das Kältemittel in einem Expansionsorgan entspannt, bevor es durch einen Verdampfer strömt und dort wieder durch Abkühlung von Luft erwärmt wird. Anschließend strömt das Kältemittel wieder zum Verdichter. Bei solchen Kältemittelkreisläufen ist üblicherweise auch ein Vorratsbehälter vorgesehen, in welchem ein Volumen des Kältemittels bevorrated und zwischengespeichert werden kann. Solche Kältemittelkreisläufe sind beispielsweise durch die DE 10 2005 022 513 A1 , die DE 102 58 524 A1 , die DE 20 2011 109 322 A1 oder die DE 10 2008 28 852 A1 bekannt geworden. In air conditioning systems refrigerant circuits are operated in which a refrigerant is operated in circulation. The refrigerant is compressed by a compressor. After the compressor, viewed in the flow direction of the refrigerant, a condenser or gas cooler is provided, by means of which the refrigerant is cooled in the high-pressure path. Subsequently, the refrigerant is expanded in an expansion device before it flows through an evaporator and is heated there again by cooling air. Subsequently, the refrigerant flows back to the compressor. In such refrigerant circuits usually also a reservoir is provided, in which a volume of the refrigerant can be vorrated and cached. Such refrigerant circuits are, for example, by the DE 10 2005 022 513 A1 , the DE 102 58 524 A1 , the DE 20 2011 109 322 A1 or the DE 10 2008 28 852 A1 known.

Bei dem Kältemittel R744, auch als CO₂ bekannt, sind die Drücke im Kältemittelkreislauf deutlich höher als bei anderen Kältemitteln, wie R134a oder R1234yf. With the refrigerant R744, also known as CO ₂ , the pressures in the refrigerant circuit are significantly higher than with other refrigerants, such as R134a or R1234yf.

Bei einem Kältemittelkreislauf mit R744 als Kältemittel soll der Stillstandsdruck im Kältemittelkreislauf durch VDA- oder SAE-Vorgaben begrenzt werden. Dabei soll ein Maximalwert von beispielsweise 90 bar bei beispielsweise T = 54°C nicht überschritten werden. Dieser Druck entspricht einer maximalen Dichte des Kältemittels von ca. 250g/l, was bei der Dimensionierung des Kältemittelkreislaufs zu berücksichtigen ist. Dazu ist das Volumen des Vorratsbehälters so groß zu dimensionieren, dass bei den erforderlichen Kältemittelmengen die maximalen Werte für den Druck im Stillstand des Kreislaufs nicht überschritten werden. Zur Absenkung des Maximalwerts im Stillstand wird derzeit das Volumen des Vorratsbehälters größer Dimensioniert als für den Betrieb des Kältekreislaufs nötig. Gleichzeitig muss bei diesem groß gewählten Volumen auch die nötige Füllmittelmenge auf das Volumen des Kreislaufs, auf den Betrieb und auch an die Leckagebevorratung angepasst werden. Dabei ist insbesondere die Bevorratung von Kältemitte für den Ausgleich von Leckageverlusten von Bedeutung für die Füllmenge des Kältemittels. Diese zusätzliche Füllmenge kann im Betrieb des Kältemittelkreislaufs flüssig bevorratet werden, was nur wenig zusätzliches Volumen benötigt. Im Stillstand des Kältemittelkreislaufs hingegen ist bei T = 54°C ein erhebliches zusätzliches Volumen notwendig, um den maximalen Druck von 90 bar nicht zu überschreiten. Dieses zusätzliche Volumen muss dann im Betrieb mit dampfförmigem Kältemittel gefüllt werden, was den Mehrbedarf an Kältemittel verursacht. For a refrigerant circuit with R744 as refrigerant, the standstill pressure in the refrigerant circuit should be limited by VDA or SAE specifications. In this case, a maximum value of, for example, 90 bar, for example, T = 54 ° C should not be exceeded. This pressure corresponds to a maximum density of the refrigerant of approx. 250 g / l, which must be taken into account when dimensioning the refrigerant circuit. For this purpose, the volume of the reservoir is to be dimensioned so large that the maximum values for the pressure at standstill of the circuit are not exceeded in the required refrigerant quantities. To reduce the maximum value at standstill currently the volume of the reservoir is dimensioned larger than necessary for the operation of the refrigeration cycle. At the same time, with this largely selected volume, the necessary amount of filler must also be adapted to the volume of the circuit, to the operation and also to the leakage storage. In particular, the storage of refrigerant for the compensation of leakage losses of importance for the capacity of the refrigerant. This additional filling quantity can be stored liquid during operation of the refrigerant circuit, which requires only a little additional volume. At standstill of the refrigerant circuit, however, at T = 54 ° C, a considerable additional volume is necessary in order not to exceed the maximum pressure of 90 bar. This additional volume must then be filled with vaporous refrigerant during operation, which causes the additional demand for refrigerant.

Dies bedeutet, dass bei Kältemittelkreisläufen nach dem Stand der Technik eine höhere Füllmenge des Kältemittels verwendet wird, als sie eigentlich für den Betrieb und Leckagebevorratung notwendig wäre. This means that in refrigerant circuits of the prior art, a higher filling amount of the refrigerant is used, as it would actually be necessary for the operation and leakage storage.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Presentation of the invention, object, solution, advantages

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Volumenausgleichsvorrichtung und einen Kältemittelkreislauf mit einer Volumenausgleichsvorrichtung zu schaffen, welche bzw. welcher einfach aufgebaut ist, kostengünstig herstellbar ist und dennoch eine reduzierte Füllmenge des Kältemittelkreislaufs erlaubt. It is the object of the invention to provide a volume compensation device and a refrigerant circuit with a volume compensation device, which or which is simple in construction, can be produced inexpensively and still allows a reduced filling quantity of the refrigerant circuit.

Diese Aufgabe zur Volumenausgleichsvorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. This task for volume compensation device is achieved with the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Volumenausgleichsvorrichtung mit einem Gehäuse mit einem definierten Innenvolumen, wobei das Gehäuse eine Anschlussöffnung aufweist, mittels welcher das Gehäuse mit einem fluidführenden Element eines Kältemittelkreislaufs verbindbar ist, wobei in dem Gehäuse ein Verschlusselement angeordnet ist, mittels welchem das mit dem Kältemittelkreislauf verbundene freie Innenvolumen des Gehäuses einstellbar ist. Durch das Verschlusselement, welches bevorzugt in dem Gehäuse verlagerbar angeordnet ist, wird das freie Innenvolumen definiert, welches mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist. Dabei kann das Verschlusselement entweder das gesamte Innenvolumen des Gehäuses als freies Innenvolumen freigeben oder nur ein Teil davon als freies Innenvolumen freigeben oder kein Volumen freigeben. Somit kann über das Verschlusselement in Abhängigkeit seiner Stellung das freie Innenvolumen definiert werden, welches mit dem Kältemittelkreislauf verbindbar ist. An embodiment of the invention relates to a volume compensation device with a housing having a defined internal volume, wherein the housing has a connection opening, by means of which the housing with a fluid-carrying element of a refrigerant circuit is connectable, wherein in the housing a closure element is arranged, by means of which with the refrigerant circuit connected free internal volume of the housing is adjustable. By the closure element, which is preferably arranged displaceably in the housing, the free inner volume is defined, which is connectable to the refrigerant circuit. In this case, the closure element can either release the entire inner volume of the housing as a free inner volume or release only a part thereof as a free inner volume or release no volume. Thus, the free inner volume can be defined via the closure element as a function of its position, which can be connected to the refrigerant circuit.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das freie Innenvolumen der Volumenausgleichsvorrichtung bis zu einer Druckbeaufschlagung des Verschlusselements unter einem vorgebbaren Schwellenwert einen ersten Volumenwert annimmt und bei einem Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts kontinuierlich mit steigender Druckbeaufschlagung bis zu einem zweiten Volumenwert ansteigt. Dabei kann der erste Schwellenwert bevorzugt ein Druckwert von etwa 90 bar sein. Dabei ist, bei einem Druckwert der Druckbeaufschlagung unterhalb des Schwellenwerts von beispielsweise 90 bar, das freie Innenvolumen bevorzugt Null oder nimmt einen kleinen Wert an. Übersteigt der Druckwert den Schwellenwert, so nimmt das freie Innenvolumen zu, bevorzugt nimmt es linear zu. It is particularly advantageous if the free internal volume of the volume compensation device assumes a first volume value until a pressurization of the closure element below a predefinable threshold value and increases continuously with increasing pressurization to a second volume value when reaching or exceeding the threshold value. In this case, the first threshold value may be preferred Pressure value of about 90 bar. In this case, at a pressure value of the pressurization below the threshold value of for example 90 bar, the free internal volume is preferably zero or assumes a small value. If the pressure value exceeds the threshold value, then the free internal volume increases, preferably it increases linearly.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das freie Innenvolumen der Volumenausgleichsvorrichtung bis zu einer Druckbeaufschlagung des Verschlusselements unter einem vorgebbaren Schwellenwert, beispielsweise von etwa 90 bar, einen ersten Volumenwert annimmt und bei einem Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts sprungartig einen zweiten Volumenwert annimmt. So kann der Volumenwert von etwa Null auf den maximalen Wert sprungartig ansteigen. It is also advantageous if the free internal volume of the volume compensating device adopts a first volume value up to a pressurization of the closure element below a predefinable threshold value, for example of approximately 90 bar, and suddenly assumes a second volume value when the threshold value is reached or exceeded. Thus, the volume value of about zero may increase to the maximum value by leaps and bounds.

Auch ist es zweckmäßig, wenn das Verschlusselement ein im Gehäuse verlagerbar angeordneter Kolben ist. Dieser ist bevorzugt an der Wandung des Gehäuses abgedichtet. Dieser kann vorteilhaft verlagert werden und gibt das freie Innenvolumen bevorzugt stetig wachsend oder sprunghaft frei. It is also expedient for the closure element to be a piston which can be displaced in the housing. This is preferably sealed to the wall of the housing. This can be advantageously shifted and releases the free inner volume preferably steadily growing or leaps and bounds.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Verschlusselement eine im Gehäuse verlagerbar angeordnete Klappe ist. Diese kann vorteilhaft verlagert oder verschwenkt werden und sie gibt das freie Innenvolumen bevorzugt stetig wachsend oder sprunghaft frei. It is also advantageous if the closure element is a flap which can be displaced in the housing. This can be advantageously displaced or pivoted and it releases the free inner volume preferably steadily growing or leaps and bounds.

Auch ist es zweckmäßig, wenn das Verschlusselement derart angeordnet ist, dass es die Anschlussöffnung öffnet oder verschließt, wobei das Verschlusselement ansteuerbar ist zum Öffnen oder Verschließen der Anschlussöffnung. Bevorzugt kann die Ansteuerung durch die Druckbeaufschlagung erfolgen. Alternativ kann die Ansteuerung auch elektronisch gesteuert mittels Aktuatoren erfolgen. It is also expedient if the closure element is arranged such that it opens or closes the connection opening, wherein the closure element can be controlled to open or close the connection opening. Preferably, the control can be effected by the pressurization. Alternatively, the control can also be controlled electronically by means of actuators.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Verschlusselement entgegen der Kraft eines Kraftspeichers verlagerbar ist. Dabei kann je nach Auslegung des Kraftspeichers die Verlagerung des Verschlusselements ausgelegt werden. It is particularly advantageous if the closure element against the force of an energy storage device is displaced. Depending on the design of the force accumulator, the displacement of the closure element can be designed.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Verschlusselement mittels des Kraftspeichers unter Vorspannung gegen die Anschlussöffnung oder gegen einen Anschlag des Gehäuses beaufschlagt ist. Dadurch kann die Verlagerung des Verschlusselements ausgesetzt sein, bis die Vorspannung überwunden ist. Danach kann die Verlagerung linear oder progressiv oder degressiv ausgelegt sein. It is also advantageous if the closure element is acted upon by means of the force accumulator under bias against the connection opening or against a stop of the housing. As a result, the displacement of the closure element may be suspended until the preload is overcome. Thereafter, the displacement may be linear or progressive or degressive.

Auch ist es zweckmäßig, wenn das Verschlusselement die Anschlussöffnung abgedichtet verschließt, wenn keine Druckbeaufschlagung insbesondere durch ein Kältemittel vorliegt. It is also expedient for the closure element to seal the connection opening when no pressure is applied, in particular by a refrigerant.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Verschlusselement im abgedichtet verschlossenen Zustand an einer Umrandung der Anschlussöffnung oder am Gehäuse derart anliegt, dass die Anschlussöffnung abgedichtet verschlossen ist. It is also advantageous if, in the sealed-off state, the closure element bears against a border of the connection opening or on the housing in such a way that the connection opening is closed in a sealed manner.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Dichtelement an dem Verschlusselement und/oder an der Umrandung der Anschlussöffnung oder am Gehäuse angeordnet ist, um die Anschlussöffnung gegen das Verschlusselement oder um das Verschlusselement gegen das Gehäuse abzudichten. Dadurch kann das freie Innenvolumen entweder sprungartig vergrößert oder verkleinert werden oder stetig vergrößert bzw. verkleinert werden. It is particularly advantageous if a sealing element is arranged on the closure element and / or on the border of the connection opening or on the housing in order to seal the connection opening against the closure element or around the closure element against the housing. As a result, the free internal volume can either be suddenly increased or reduced or continuously increased or reduced.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Kraftspeicher eine Feder, wie eine Schraubenfeder, Blattfeder, Spiralfeder oder ähnliches ist. Dadurch wird über die Lebensdauer eine gute Reproduzierbarkeit erreicht. Alternativ können auch andere Elemente als Kraftspeicher eingesetzt werden, wie beispielsweise Elastomerelemente. It is also advantageous if the energy accumulator is a spring, such as a coil spring, leaf spring, coil spring or the like. As a result, a good reproducibility is achieved over the life. Alternatively, other elements can be used as energy storage, such as elastomeric elements.

Alternativ ist es zweckmäßig, wenn der Kraftspeicher ein Faltenbalg ist. Dieser hat den Vorteil eine Rückstellkraft zu bewirken und gleichzeitig ein Volumen abgrenzen zu können. Alternatively, it is expedient if the energy accumulator is a bellows. This has the advantage of causing a restoring force and at the same time be able to delineate a volume.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der Kraftspeicher sich einerseits an dem Verschlusselement und andererseits an dem Gehäuse abstützt. Dadurch wird eine einfache Anordnung mit gleichzeitiger unmittelbarer Rückwirkung erreicht. It is also expedient if the energy accumulator is supported on the one hand on the closure element and on the other hand on the housing. As a result, a simple arrangement with simultaneous immediate reaction is achieved.

Diese Aufgabe zum Kältemittelkreislauf wird mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst. This task for refrigerant circuit is achieved with the features of claim 15.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter, einem Gaskühler oder Kondensator, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer, die mittels einer Kältemittelfluidleitung miteinander kommunizieren, wobei eine Volumenausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist, die in Fluidverbindung mit dem Verdichter, dem Gaskühler oder dem Kondensator, dem Expansionsorgan und/oder dem Verdampfer des Kreislaufs oder mit der Kältemittelfluidleitung steht. An embodiment of the invention relates to a refrigerant circuit having a compressor, a gas cooler or condenser, an expansion element and an evaporator, which communicate with each other by means of a refrigerant fluid line, wherein a volume compensation device is provided according to the invention, in fluid communication with the compressor, the gas cooler or the condenser , the expansion device and / or the evaporator of the circuit or with the refrigerant fluid line.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Volumenausgleichsvorrichtung zwischen dem Expansionsorgan und dem Verdichter im Niederdruckpfad des Kreislaufs fluidverbunden ist. It is expedient if the volume compensation device is fluidly connected between the expansion device and the compressor in the low pressure path of the circuit.

Weitere Vorteile werden durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele und die abhängigen Ansprüche angegeben. Further advantages are given by the following embodiments and the dependent claims.

Kurze Beschreibung der Figuren der Zeichnung Brief description of the figures of the drawing

Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail on the basis of at least one embodiment with reference to the figures of the drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Kältemittelkreislaufs, 1 a schematic representation of a refrigerant circuit,

2 eine schematische Darstellung eines weiteren Kältemittelkreislaufs, 2 a schematic representation of another refrigerant circuit,

3 eine schematische Darstellung einer Volumenausgleichsvorrichtung in einer ersten Betriebsstellung, und 3 a schematic representation of a volume compensation device in a first operating position, and

4 eine schematische Darstellung der Volumenausgleichsvorrichtung in einer zweiten Betriebsstellung. 4 a schematic representation of the volume compensation device in a second operating position.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung Preferred embodiment of the invention

Die 1 zeigt einen Kältemittelkreislauf 1 mit einem Verdichter 2, einem diesem Verdichter 2 in Strömungsrichtung 3 des Kältemittels nachgeordneten Kondensator oder Gaskühler 4. Dem Gaskühler oder Kondensator 4 ist ein innerer Wärmeübertrager 5 optional nachgeschaltet. Diesem nachgeschaltet ist ein Expansionsorgan 6, wie ein Expansionsventil, vorgesehen. Nach dem Expansionsorgan 6 ist ein Verdampfer 7 nachgeschaltet, in welchem der Wärmetausch zwischen dem Kältemittel 8 und einer diesen Verdampfer durchströmenden Luft 9 stattfindet, so dass die Luft 9 abgekühlt wird. The 1 shows a refrigerant circuit 1 with a compressor 2 , this one compressor 2 in the flow direction 3 the refrigerant downstream condenser or gas cooler 4 , The gas cooler or condenser 4 is an internal heat exchanger 5 optional downstream. Downstream of this is an expansion organ 6 , as an expansion valve, provided. After the expansion organ 6 is an evaporator 7 downstream, in which the heat exchange between the refrigerant 8th and an air flowing through this evaporator 9 takes place, so the air 9 is cooled.

Dem Verdampfer 7 in Kältemittelströmungsrichtung nachgeordnet ist wiederum der innere Wärmeübertrager 5 zum Wärmetausch zwischen dem zum Verdampfer 7 führenden Kältemittelstrom und dem vom Verdampfer weg führenden Kältemittelstrom. Von dem inneren Wärmeübertrager 5 strömt das Kältemittel wieder zum Verdichter 2 zurück. The evaporator 7 downstream of the refrigerant flow direction is in turn the inner heat exchanger 5 for heat exchange between the evaporator 7 leading refrigerant flow and leading away from the evaporator refrigerant flow. From the internal heat exchanger 5 the refrigerant flows back to the compressor 2 back.

Das Expansionsorgan 6 ist bevorzugt ein elektronisch gesteuertes Expansionsventil oder ein druckgesteuertes Expansionsventil oder alternativ ggf. auch ein thermisch gesteuertes Expansionsventil mit einem Sensor 10, der nach dem Verdampfer oder an dessen Ausgang angeordnet ist. The expansion organ 6 is preferably an electronically controlled expansion valve or a pressure-controlled expansion valve or, alternatively, optionally also a thermally controlled expansion valve with a sensor 10 , which is located after the evaporator or at the exit.

Weiterhin ist im Kältemittelkreislauf 1 eine Volumenausgleichsvorrichtung 11 angeordnet, welche einen Volumenausgleich erlaubt, um den Druck im Kältemittelkreislauf 1 zu begrenzen. Die Volumenausgleichsvorrichtung 11 ist bevorzugt im Niederdruckpfad zwischen dem Expansionsorgan 6 und dem Verdichter 2 angeordnet. Optional ist die Volumenausgleichsvorrichtung 11 vor oder nach dem Verdampfer 7 angeordnet. Alternativ kann die Volumenausgleichsvorrichtung 11 aber auch im Hochdruckpfad angeordnet sein, wie beispielsweise am Gaskühler 4 oder im Sammler. Die jeweiligen Aggregate des Kältemittelkreislaufs sind mittels der Kältemittelleitung 12 miteinander verbunden. Furthermore, in the refrigerant circuit 1 a volume compensation device 11 arranged, which allows a volume compensation to the pressure in the refrigerant circuit 1 to limit. The volume compensation device 11 is preferred in the low pressure path between the expansion element 6 and the compressor 2 arranged. Optional is the volume compensation device 11 before or after the evaporator 7 arranged. Alternatively, the volume compensation device 11 but also be arranged in the high pressure path, such as the gas cooler 4 or in the collector. The respective units of the refrigerant circuit are by means of the refrigerant line 12 connected with each other.

Weiterhin kann ein Sammler 13 vorgesehen sein, welcher beispielsweise gemäß der 1 im Fluidstrom des Kältemittels nach dem Verdampfer 7 angeordnet sein kann. Dabei kann der Sammler auch alternativ beispielsweise nach dem Kondensator 4 angeordnet werden oder in diesen integriert werden. Furthermore, a collector 13 be provided, which, for example, according to the 1 in the fluid flow of the refrigerant after the evaporator 7 can be arranged. The collector can also alternatively, for example, after the capacitor 4 be arranged or integrated into these.

Die 2 zeigt einen weiteren Kältemittelkreislauf 1, bei dem die Volumenausgleichsvorrichtung 11 zwischen Verdampfer 7 und innerem Wärmeübertrager 5 angeordnet ist. Auch kann gemäß 2 ein Sammler 13 vorgesehen sein, welcher beispielsweise im Fluidstrom des Kältemittels nach dem Verdampfer 7 angeordnet sein kann. Dabei kann der Sammler auch alternativ beispielsweise nach dem Kondensator 4 angeordnet werden oder in diesen integriert werden. The 2 shows a further refrigerant circuit 1 in which the volume compensation device 11 between evaporator 7 and internal heat exchanger 5 is arranged. Also, according to 2 a collector 13 be provided, which, for example, in the fluid flow of the refrigerant after the evaporator 7 can be arranged. The collector can also alternatively, for example, after the capacitor 4 be arranged or integrated into these.

Die 3 und 4 zeigen in einer schematischen Darstellung eine Volumenausgleichsvorrichtung 20. Die Volumenausgleichsvorrichtung 20 ist mit einer Kältemittelleitung 21 fluidverbunden angeordnet. Dabei steht die Kältemittelleitung 21 stellvertretend für den Kältemittelkreislauf 1. The 3 and 4 show in a schematic representation of a volume compensation device 20 , The volume compensation device 20 is with a refrigerant pipe 21 fluidly arranged. This is the refrigerant line 21 representative of the refrigerant circuit 1 ,

Die Volumenausgleichsvorrichtung 20 weist ein Gehäuse 22 auf, das ein definiertes Innenvolumen 23 aufweist. Dabei kann ein freies Innenvolumen 24 als Volumenanteil des gesamten Innenvolumens 23 mit dem Kältemittelkreislauf 1 verbunden werden. Das Gehäuse 22 weist eine Anschlussöffnung 25 auf, mittels welcher das Gehäuse 22 mit einem fluidführenden Element, wie einer Kältemittelleitung oder ein anderes Aggregat des Kältemittelkreislaufs 1, verbindbar ist. In dem Gehäuse 22 ist weiterhin ein Verschlusselement 26 angeordnet; welches in dem Gehäuse 22 verlagerbar ist. Mit dem Verschlusselement 26 wird das mit dem Kältemittelkreislauf 1 verbundene freie Innenvolumen 24 des Gehäuses 22 eingestellt bzw. gesteuert. The volume compensation device 20 has a housing 22 on, that has a defined internal volume 23 having. This can be a free internal volume 24 as volume fraction of the total internal volume 23 with the refrigerant circuit 1 get connected. The housing 22 has a connection opening 25 on, by means of which the housing 22 with a fluid-carrying element, such as a refrigerant line or another unit of the refrigerant circuit 1 , is connectable. In the case 22 is still a closure element 26 arranged; which in the case 22 is relocatable. With the closure element 26 does that happen with the refrigerant circuit 1 connected free interior volumes 24 of the housing 22 set or controlled.

Gemäß der Erfindung wird das freie Innenvolumen 24 der Volumenausgleichsvorrichtung 20 in einer ersten Ausführungsform der Erfindung bis zu einer Druckbeaufschlagung des Verschlusselements 26 unter einem vorgebbaren Schwellenwert des Drucks einen ersten Volumenwert annimmt und bei einem Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts kontinuierlich mit steigender Druckbeaufschlagung bis zu einem zweiten Volumenwert ansteigt. Dies wird dadurch bewirkt, dass das Verschlusselement 26 mittels eines Kraftspeichers 27 beaufschlagt wird und durch Druckbeaufschlagung des Verschlusselements 26 die Verlagerung des Verschlusselements entgegen der Rückstellkraft des Kraftspeichers 27 erfolgt. Ist der Kraftspeicher zwischen Gehäuse 22 und Verschlusselement mit Vorspannung verspannt, so kann die Druckbeaufschlagung bis zu einem Schwellenwert steigen, bevor das Verschlusselement verlagert wird. Danach kann mit weiterem Ansteigen des Drucks das Verschlusselement stetig verlagert werden. According to the invention, the free internal volume 24 the volume compensation device 20 in a first embodiment of the invention until a pressurization of the closure element 26 assumes a first volume value below a predeterminable threshold value of the pressure and continuously rises with increasing pressurization to a second volume value when the threshold value is reached or exceeded. This is effected by the closure element 26 by means of an energy store 27 is acted upon and by pressurizing the closure element 26 the relocation of the Closing element against the restoring force of the energy storage 27 he follows. Is the energy storage between housing 22 and biased closure element, the pressurization may rise to a threshold before the closure element is displaced. Thereafter, with further increase in pressure, the shutter member can be steadily displaced.

Alternativ kann das freie Innenvolumen 24 der Volumenausgleichsvorrichtung 20 bis zu einer Druckbeaufschlagung des Verschlusselements 26 unter einem vorgebbaren Schwellenwert einen ersten Volumenwert annimmt und bei einem Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts sprungartig einen zweiten Volumenwert annimmt. Alternatively, the free interior volume 24 the volume compensation device 20 until pressurization of the closure element 26 assumes a first volume value below a predefinable threshold value and abruptly assumes a second volume value when the threshold value is reached or exceeded.

In den Ausführungsbeispielen der 3 und 4 ist das Verschlusselement 26 als ein im Gehäuse 22 verlagerbar angeordneter Kolben ausgebildet. Dieser ist am Gehäuse verlagerbar abgedichtet und im Gehäuse 22 verlagerbar geführt. In 3 ist das Volumenausgleichselement 20 in einer Betriebsstellung gezeigt, in welcher das freie Innenvolumen 24 Null ist oder gering ist. Der Druck auf das Verschlusselement ist dabei geringer als der Schwellenwert. In 4 ist das Volumenausgleichselement 20 in einer Betriebsstellung gezeigt, in welcher das freie Innenvolumen 24 einen mittleren Wert annimmt. Der Druck auf das Verschlusselement ist dabei höher als der Schwellenwert. Das Verschlusselement ist in einer mittleren Stellung im Gehäuse 22. In the embodiments of the 3 and 4 is the closure element 26 as one in the case 22 designed displaceably arranged piston. This is sealed on the housing and sealed in the housing 22 displaced led. In 3 is the volume compensation element 20 shown in an operating position in which the free internal volume 24 Zero is or is low. The pressure on the closure element is less than the threshold value. In 4 is the volume compensation element 20 shown in an operating position in which the free internal volume 24 takes a middle value. The pressure on the closure element is higher than the threshold value. The closure element is in a middle position in the housing 22 ,

Alternativ kann das Verschlusselement 26 auch als eine im Gehäuse verlagerbar angeordnete Klappe ausgebildet sein. Alternatively, the closure element 26 be designed as a displaceable arranged in the housing flap.

Gemäß der 3 und 4 ist das Verschlusselement 26 als Kolben derart angeordnet, dass es die Anschlussöffnung 25 öffnet oder verschließt, wobei das Verschlusselement 26 ansteuerbar ist zum Öffnen oder Verschließen der Anschlussöffnung 25. According to the 3 and 4 is the closure element 26 arranged as a piston such that it the connection opening 25 opens or closes, the closure element 26 can be controlled to open or close the connection opening 25 ,

Ist die Volumenausgleichsvorrichtung in der Betriebsstellung der 3, so verschließt das Verschlusselement 26 die Anschlussöffnung 25 bevorzugt abgedichtet, wenn keine oder nur eine geringe Druckbeaufschlagung durch das Kältemittel vorliegt. Dabei liegt das Verschlusselement 26 im abgedichtet verschlossenen Zustand an einer Umrandung der Anschlussöffnung 25 oder am Gehäuse 22 derart an, dass die Anschlussöffnung 25 abgedichtet verschlossen ist. Hierfür ist ein Dichtelement vorgesehen, das an dem Verschlusselement und/oder an der Umrandung der Anschlussöffnung oder am Gehäuse angeordnet ist, um die Anschlussöffnung gegen das Verschlusselement oder um das Verschlusselement gegen das Gehäuse abzudichten. Is the volume compensation device in the operating position of 3 , so closes the closure element 26 the connection opening 25 preferably sealed, if there is no or only a small pressurization by the refrigerant. This is the closure element 26 in sealed sealed condition at a border of the connection opening 25 or on the case 22 such that the connection opening 25 sealed sealed. For this purpose, a sealing element is provided, which is arranged on the closure element and / or on the border of the connection opening or on the housing in order to seal the connection opening against the closure element or around the closure element against the housing.

Der in den 3 und 4 schematisch dargestellte Kraftspeicher 27 ist bevorzugt eine Feder, wie eine Schraubenfeder, Blattfeder, Spiralfeder oder ähnliches. Alternativ oder zusätzlich kann der Kraftspeicher auch als ein Faltenbalg ausgebildet sein. The in the 3 and 4 schematically illustrated power storage 27 is preferably a spring, such as a coil spring, leaf spring, coil spring or the like. Alternatively or additionally, the energy accumulator can also be designed as a bellows.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 10200828852 A1 [0002]

Claims

Volume compensation device ( 20 ) with a housing ( 22 ) with a defined internal volume ( 23 ), the housing ( 22 ) a connection opening ( 25 ), by means of which the housing ( 22 ) with a fluid-conducting element ( 21 ) is connectable to a refrigerant circuit, characterized in that in the housing ( 22 ) a closure element ( 26 ) is arranged, by means of which the free internal volume connected to the refrigerant circuit ( 24 ) of the housing ( 22 ) is adjustable.

Volume compensation device according to claim 1, characterized in that the free internal volume ( 24 ) of the volume compensation device ( 20 ) until a pressurization of the closure element ( 26 ) assumes a first volume value below a predeterminable threshold value and rises continuously as the pressure increases as the threshold value increases or reaches a second volume value.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that the free internal volume ( 24 ) of the volume compensation device ( 20 ) assumes a first volume value until the closure element is pressurized below a predefinable threshold value and abruptly assumes a second volume value when the threshold value is reached or exceeded.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element ( 26 ) in the housing ( 22 ) is arranged displaceable piston.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element ( 26 ) one in the housing ( 22 ) is arranged displaceable flap.

Volume compensation device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that closure element ( 26 ) is arranged such that it the connection opening ( 25 ) opens or closes, the closure element ( 26 ) is controllable for opening or closing the connection opening ( 25 ).

Volume compensation device according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the closure element ( 26 ) against the restoring force of an energy store ( 27 ) is displaceable.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element ( 26 ) by means of the energy storage device ( 27 ) under bias against the connection opening ( 25 ) or against a stop of the housing ( 22 ) is acted upon.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element ( 26 ) the connection opening ( 25 ) sealed, when there is no pressurization by a refrigerant.

Volume compensation device according to claim 9, characterized in that the closure element ( 26 ) in a sealed state at a border of the connection opening or on the housing ( 22 ) is applied in such a way that the connection opening ( 25 ) is sealed sealed.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that a sealing element on the closure element ( 26 ) and / or at the border of the connection opening or on the housing ( 22 ) is arranged around the connection opening ( 25 ) against the closure element ( 26 ) or the closure element ( 26 ) against the housing ( 22 ) seal.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy accumulator ( 27 ) is a spring, such as a coil spring, leaf spring, coil spring or the like.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy accumulator ( 27 ) is a bellows.

Volume compensation device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy accumulator ( 27 ) on the one hand on the closure element ( 26 ) and on the other hand on the housing ( 22 ) is supported.

Refrigerant circuit with a compressor ( 2 ), a gas cooler ( 3 ) or condenser, an expansion organ ( 6 ) and an evaporator ( 7 ), which by means of a refrigerant fluid line ( 12 ) communicate with each other, characterized in that a volume compensation device ( 11 . 20 ) according to at least one of the preceding claims, which is in fluid communication with the compressor ( 2 ), the gas cooler ( 3 ) or the condenser, the expansion organ ( 6 ), the collector and / or the evaporator ( 7 ) of the circuit or with the refrigerant fluid line ( 12 ) stands.

Refrigerant circuit according to claim 15, characterized in that the volume compensation device ( 11 . 20 ) between the Expansion organ ( 6 ) and the compressor ( 2 ) is fluidly connected in the low pressure path of the refrigerant circuit.