DE102015215955A1 - Air conditioning device for a motor vehicle and method for its operation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreis, umfassend – einen Kompressor (16), mittels dessen gasförmiges Kältemittel komprimierbar ist, – einen dem Kompressor (16) kältemittelseitig nachgeschalteten, als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager ausgebildeten Kondensator oder Gaskühler (18), der in thermischem Kontakt zur Luft in einer Fahrgastzelle (12) des Kraftfahrzeugs steht, – ein dem Kondensator oder Gaskühler (18) kältemittelseitig nachgeschaltetes, erstes Expansionsorgan (20), mittels dessen das im Kondensator oder Gaskühler (18) verflüssigte oder gekühlte Kältemittel entspannbar ist, und – einen dem ersten Expansionsorgan (20) kältemittelseitig nachgeschalteten, als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager ausgebildeten und im Vorderwagen (14) des Kraftfahrzeugs in thermischem Kontakt zur Außenluft (28) angeordneten ersten Verdampfer (22). Die Erfindung zeichnet sich aus durch einen als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager ausgebildeten und sowohl luftseitig als auch kältemittelseitig dem ersten Verdampfer (22) nachgeschalteten und im Vorderwagen (14) des Kraftfahrzeugs angeordneten zweiten Verdampfer (26), wobei kältemittelseitig zwischen dem ersten Verdampfer (22) und dem zweiten Verdampfer (26) ein zweites Expansionsorgan (24) angeordnet ist.The invention relates to an air conditioning device for a motor vehicle having a refrigerant circuit, comprising a compressor (16), by means of which gaseous refrigerant is compressible, a compressor (16) downstream of the compressor, designed as an air / refrigerant heat exchanger condenser or gas cooler ( 18) which is in thermal contact with the air in a passenger compartment (12) of the motor vehicle, - a first expansion element (20) connected downstream of the condenser or gas cooler (18) on the refrigerant side, by means of which the condenser or gas cooler (18) is liquefied or cooled Refrigerant is relaxed, and - a first expansion element (20) downstream of the refrigerant side, designed as air / refrigerant heat exchanger and in the front end (14) of the motor vehicle in thermal contact with the outside air (28) arranged first evaporator (22). The invention is characterized by a designed as air / refrigerant heat exchanger and both the air side and the refrigerant side of the first evaporator (22) downstream and arranged in the front end (14) of the motor vehicle second evaporator (26), wherein the refrigerant side between the first evaporator (22 ) and the second evaporator (26) a second expansion element (24) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreis, umfassend
- – einen Kompressor, mittels dessen gasförmiges Kältemittel komprimierbar ist,
- – einen dem Kompressor kältemittelseitig nachgeschalteten, als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager ausgebildeten Kondensator oder Gaskühler, der in thermischem Kontakt zur Luft in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs steht,
- – ein dem Kondensator oder Gaskühler kältemittelseitig nachgeschaltetes, erstes Expansionsorgan, mittels dessen das im Kondensator oder Gaskühler verflüssigte oder gekühlte Kältemittel entspannbar ist, und
- – einen dem ersten Expansionsorgan kältemittelseitig nachgeschalteten, als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager ausgebildeten und im Vorderwagen des Kraftfahrzeugs in thermischem Kontakt zur Außenluft angeordneten ersten Verdampfer.
- A compressor by means of which gaseous refrigerant is compressible,
- A condenser or gas cooler connected downstream of the compressor and designed as an air / refrigerant heat exchanger, which is in thermal contact with the air in a passenger compartment of the motor vehicle,
- - A condenser or gas cooler downstream of the refrigerant, first expansion means by means of which the liquefied or cooled in the condenser or gas cooler refrigerant is depressurized, and
- - A first expansion element downstream of the refrigerant, designed as air / refrigerant heat exchanger and arranged in the front of the vehicle in thermal contact with the outside air first evaporator.
Die Erfindung betrifft weiter verschiedene Verfahren zum Betrieb einer derartigen Klimatisierungsvorrichtung. The invention further relates to various methods for operating such an air conditioning device.
Für in thermischem Kontakt mit der Fahrgastzelle stehende Verdampfer ist es zur extremen Kühlung der Fahrgastzelle aus der
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung derart weiterzubilden, dass die Vereisungsintervalle verlängert werden können. It is the object of the present invention to develop a generic air conditioning device such that the icing intervals can be extended.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 gelöst durch einen als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager ausgebildeten und sowohl luftseitig als auch kältemittelseitig dem ersten Verdampfer nachgeschalteten und im Vorderwagen des Kraftfahrzeugs angeordneten zweiten Verdampfer, wobei kältemittelseitig zwischen dem ersten Verdampfer und dem zweiten Verdampfer ein zweites Expansionsorgan angeordnet ist. This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1 by a designed as an air / refrigerant heat exchanger and both air side and refrigerant side of the first evaporator downstream and arranged in the front of the vehicle second evaporator, the refrigerant side between the first evaporator and the second evaporator, a second expansion element is arranged.
Weiter werden günstige Betriebsverfahren zum Betrieb einer derartigen Klimatisierungsvorrichtung angegeben. Further, favorable operating methods for operating such an air conditioning device are given.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung folgt zunächst der im Grunde bekannten Idee einer zweistufigen Verdampferanordnung, wobei jedoch die Verdampfereinheiten nicht nur luftseitig, sondern auch kältemittelseitig einander nachgeschaltet sind und wobei mittels eines zwischen den Verdampfereinheiten angeordneten, zusätzlichen Expansionsorgans die Arbeitstemperaturen der einzelnen Verdampfereinheiten sehr genau eingestellt und auf die jeweiligen Erfordernisse des Einzelfalls angepasst werden können. Als besonders vorteilhaft haben sich steuerbare Expansionsventile als Expansionsorgane bewährt. Hierunter seinen im Kontext der vorliegenden Beschreibung sowohl beliebig ansteuerbare, als auch sogenannte thermische Expansionsventile, die eine bauartbedingte, temperaturabhängige Steuerbarkeit enthalten, verstanden. The invention initially follows the basically known idea of a two-stage evaporator arrangement, wherein, however, the evaporator units are downstream not only on the air side, but also on the refrigerant side and wherein arranged by means of an arranged between the evaporator units, additional expansion element, the operating temperatures of the individual evaporator units very accurately and to the respective Requirements of the case can be adjusted. As special Advantageously, controllable expansion valves have proven to be expansive organs. Including his in the context of the present description both arbitrarily controllable, as well as so-called thermal expansion valves, which contain a design-related, temperature-dependent controllability understood.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, dass der erste Verdampfer bei Temperaturen über 0°C betrieben werden kann und die Außenluft bereits entfeuchtet, ohne dass an ihm die Gefahr eines Einfrierens besteht, während der vorentfeuchteten Luft im zweiten, bei unter 0°C betriebenen Verdampfer weitere Wärme entzogen werden kann, die dann nachfolgend zur Aufheizung der Fahrgastzelle genutzt werden kann. Durch die Vorentfeuchtung der Luft friert der zweite Verdampfer deutlich langsamer zu, als dies ein einstufiger, bei Temperaturen unter 0°C betriebener Verdampfer tun würde, sodass die Vereisungsintervalle insgesamt gestreckt und die Anzahl der erforderlichen Abtauprozesse reduziert werden können. Mit anderen Worten wird eine erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung bevorzugt betrieben mittels eines Verfahrens bei dem
- – gasförmiges Kältemittel im Kompressor komprimiert wird,
- – das komprimierte Kältemittel im Kondensator oder Gaskühler verflüssigt oder gekühlt wird,
- – das verflüssigte oder gekühlte Kältemittel im ersten Expansionsventil entspannt wird,
- – das entspannte Kältemittel im ersten Verdampfer teilweise verdampft wird,
- – das teilweise verdampfte Kältemittel im zweiten Expansionsventil weiter entspannt wird und
- – das weiter entspannte Kältemittel im zweiten Verdampfer weiter verdampft wird,
- - Compresses gaseous refrigerant in the compressor,
- - the compressed refrigerant in the condenser or gas cooler is liquefied or cooled,
- The liquefied or cooled refrigerant is expanded in the first expansion valve,
- - the expanded refrigerant in the first evaporator is partially evaporated,
- - The partially evaporated refrigerant is further expanded in the second expansion valve and
- The further expanded refrigerant in the second evaporator is further evaporated,
Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, den ersten Verdampfer bei Temperaturen über 0°C zu betreiben. So hat sich herausgestellt, dass sich in Fällen, in denen die Arbeitstemperatur des Verdampfers die Außentemperatur nur geringfügig unterschreitet ein Einfrieren des Verdampfers erst mit deutlicher Verzögerung erfolgt. So werden zur Streckung der Vereisungsintervalle bekannte, einstufige Verdampferanordnungen oft bei Arbeitstemperaturen betrieben, die nur ca. 2–5°C unter der Außentemperatur liegen. Dies reduziert zwar die Leistung des Wärmepumpenprozesses, verhindert jedoch ein verfrühtes Vereisen des Verdampfers. Bei einer Verfahrensvariante ist daher vorgesehen, die erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung mittels eines Verfahrens zu betreiben, bei dem
- – gasförmiges Kältemittel im Kompressor komprimiert wird,
- – das komprimierte Kältemittel im Kondensator oder Gaskühler verflüssigt oder gekühlt wird,
- – das verflüssigte oder gekühlte Kältemittel im ersten Expansionsventil entspannt wird,
- – das entspannte Kältemittel im ersten Verdampfer teilweise verdampft wird,
- – das teilweise verdampfte Kältemittel im zweiten Expansionsventil weiter entspannt wird und
- – das weiter entspannte Kältemittel im zweiten Verdampfer weiter verdampft wird, wobei bei einer Außentemperatur unterhalb von 8 bis 10°C das erste Expansionsventil so eingestellt wird, dass die Arbeitstemperatur des ersten Verdampfers 2 bis 5 K unterhalb der Außentemperatur liegt, und das zweite Expansionsventil so eingestellt wird, dass die Arbeitstemperatur des zweiten Verdampfers 2 bis 5 K unterhalb der luftseitigen Ausgangstemperatur des ersten Verdampfers liegt.
- - Compresses gaseous refrigerant in the compressor,
- - the compressed refrigerant in the condenser or gas cooler is liquefied or cooled,
- The liquefied or cooled refrigerant is expanded in the first expansion valve,
- - the expanded refrigerant in the first evaporator is partially evaporated,
- - The partially evaporated refrigerant is further expanded in the second expansion valve and
- - The further expanded refrigerant in the second evaporator is further evaporated, wherein at an outside temperature below 8 to 10 ° C, the first expansion valve is set so that the operating temperature of the first evaporator 2 to 5 K below the outside temperature, and the second expansion valve so is set, that the operating temperature of the second evaporator is 2 to 5 K below the air-side outlet temperature of the first evaporator.
Dieses Verfahren folgt dem zuvor angedeuteten Ansatz des Betriebs jedes Verdampfers bei einer Arbeitstemperatur, die nur geringfügig unterhalb der Temperatur der ihn durchströmenden Luft liegt, wobei jedoch durch die Zweistufigkeit insgesamt eine größere Temperaturdifferenz zur Außentemperatur hergestellt und daher die Effizienz des Wärmepumpenprozess gegenüber einer einstufigen Verdampferanordnung gesteigert werden kann. This method follows the previously indicated approach of operating each vaporizer at a working temperature only slightly below the temperature of the air flowing through it, but with the two-stage as a whole making a greater temperature difference to the outside temperature and therefore increasing the efficiency of the heat pumping process over a one-stage vaporizer assembly can be.
Allerdings ist auch bei der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung eine Vereisung wenigstens einer der Verdampfer auf Dauer nicht vermeidbar. Um den Abtauprozess möglichst effizient zu gestalten, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem
- – gasförmiges Kältemittel im Kompressor komprimiert wird,
- – das komprimierte Kältemittel im Kondensator oder Gaskühler verflüssigt oder gekühlt wird,
- – das verflüssigte oder gekühlte Kältemittel im zweiten Expansionsventil entspannt wird,
- – das entspannte Kältemittel im zweiten Verdampfer wenigstens teilweise verdampft wird,
- - Compresses gaseous refrigerant in the compressor,
- - the compressed refrigerant in the condenser or gas cooler is liquefied or cooled,
- The liquefied or cooled refrigerant is expanded in the second expansion valve,
- The expanded refrigerant in the second evaporator is at least partially evaporated,
Durch die im Wesentlichen vollständige Öffnung des ersten Expansionsventils erfolgt hier praktisch kein oder nur ein sehr geringer Druckverlust. Der erste Verdampfer wird somit von dem heißen Kältemittel aus dem Kondensator/Gaskühler durchströmt. Der erste Verdampfer wirkt bei diesem Betriebsmodus sozusagen als eine Verlängerung des Kondensators/Gaskühlers, d.h. er wirkt selbst als Kondensator/Gaskühler, der Wärme an die ihr durchströmende Luft abgibt. Durch seine Durchströmung mit heißem Kältemittel wird seine eigene Abtauung bewirkt. Durch Aufheizung der ihn durchströmenden Luft (auf über 0°C) wird der von der erwärmten Luft durchströmte, zweite Verdampfer abgetaut. Dabei ist es günstig, im zweiten Verdampfer durch geeignete Einstellung des zweiten Expansionsventils die Verdampfung des Kältemittels aufrecht zu erhalten, sodass Wärme aus der den zweiten Verdampfer durchströmenden Luft zurückgewonnen werden kann. Due to the substantially complete opening of the first expansion valve takes place here virtually no or only a very small pressure loss. The first evaporator is thus flowed through by the hot refrigerant from the condenser / gas cooler. The first evaporator acts in this mode of operation as it were as an extension of the condenser / gas cooler, ie it acts as a condenser / gas cooler, the heat to her passing through the air. Its flow through with hot refrigerant causes its own defrost. By heating the air flowing through it (to above 0 ° C), the second evaporator, through which the heated air flows, is defrosted. It is favorable to maintain the evaporation of the refrigerant in the second evaporator by suitable adjustment of the second expansion valve, so that heat can be recovered from the air flowing through the second evaporator.
Der Fachmann wird verstehen, dass der genaue Zeitpunkt, zu dem eine solche Verfahrensvariante eingeleitet wird, von unterschiedlichen Kriterien abhängig gemacht werden kann. Insbesondere empfiehlt es sich, den Abtauprozess vorwiegend bei nur geringer Durchströmung der Verdampfer mit kalter Außenluft, d.h. insbesondere bei niedrigen Fahrtgeschwindigkeiten, z.B. unterhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit, einzuleiten. Eine starke Durchströmung mit kalter Außenluft würde die zur Abtauung erforderliche Zeitspanne unerwünschterweise verlängern. It will be understood by those skilled in the art that the exact time at which such a variant of the method is initiated may be dependent on different criteria. In particular, it is recommended that the defrosting process predominantly with only low flow through the evaporator with cold outside air, i. especially at low speeds, e.g. below a predetermined limit speed to initiate. A strong flow of cold outside air would undesirably increase the time required for defrosting.
In der obigen Beschreibung wird lediglich der Heizfall, auf den die vorliegende Erfindung in der Tat fokussiert ist, erläutert. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, die erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung um Elemente zu erweitern, die auch eine Kühlung der Fahrgastzelle ermöglichen. Hierzu sind dem Fachmann etliche Möglichkeiten an die Hand gegeben. So ist es bei einer Weiterbildung der Erfindung möglich, einen dritten Verdampfer vorzusehen, der mit der Luft in der Fahrgastzelle in thermischem Kontakt steht, insbesondere in der Fahrgastzelle angeordnet ist. Dieser kann kältemittelseitig dem zweiten Verdampfer nachgeschaltet sein. Insbesondere in Fällen, in denen zwischen dem zweiten Verdampfer und dem dritten Verdampfer kein separates Entspannungsorgan angeordnet ist, wird der dritte Verdampfer im Wesentlichen bei derselben Arbeitstemperatur wie der zweite Verdampfer betreibbar sein. Er kann dabei als Entfeuchter für die Innenraumluft dienen, die nach Durchströmen des dritten Verdampfers den Kondensator als Gegenheizer durchströmen kann. Durch geeignete Anordnung und Betätigung von Luftleit- und Mischklappen kann auf diese Weise sehr präzise ein gewünschtes Fahrgastzellenklima eingestellt werden. In the above description, only the heating case to which the present invention is actually focused will be explained. However, it is of course possible to expand the air conditioning device according to the invention by elements that also allow cooling of the passenger compartment. For this purpose, a number of possibilities are given to the person skilled in the art. So it is possible in a development of the invention to provide a third evaporator, which is in thermal contact with the air in the passenger compartment, in particular in the passenger compartment is arranged. This can be downstream of the second evaporator on the refrigerant side. In particular, in cases where no separate expansion device is arranged between the second evaporator and the third evaporator, the third evaporator will be operable substantially at the same operating temperature as the second evaporator. He can serve as a dehumidifier for the indoor air, which can flow through the condenser as a counter-heater after flowing through the third evaporator. By suitable arrangement and operation of air guiding and mixing flaps can be adjusted in this way very precisely a desired passenger compartment climate.
Denkbar ist selbstverständlich auch, eine zweistufige Verdampferanordnung in thermischem Kontakt mit der Luft in der Fahrgastzelle, insbesondere in der Fahrgastzelle, anzuordnen. Dies würde im Wesentlichen eine Erweiterung der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung um eine aus der
Bezüglich der Kältemittelstrom-Regulierung lassen sich bei dieser Weiterbildung der Erfindung zwei Varianten unterscheiden. Bei einer ersten Variante ist das erste Expansionsorgan vor der erläuterten Verzweigung der Kältemittelleitung einerseits zum ersten Verdampfer und andererseits zum dritten Verdampfer angeordnet. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass das erste Expansionsventil in einem sowohl dem ersten als auch dem dritten Verdampfer kältemittelseitig unmittelbar vorgeschalteten, gemeinsamen Kältemittelleitungsabschnitt angeordnet ist. Bei einer zweiten Variante ist vorgesehen, dass das erste Expansionsventil in einem nur dem ersten Verdampfer kältemittelseitig unmittelbar vorgeschalteten Kältemittelleitungsabschnitt angeordnet ist und ein viertes Expansionsventil in einem nur dem dritten Verdampfer kältemittelseitig unmittelbar vorgeschalteten Kältemittelleitungsabschnitt angeordnet ist. Dies ist zwar apparativ und steuerungstechnisch aufwendiger, erlaubt aber eine unabhängige Steuerung von Außen- und Innenverdampfer-Anordnung. Regarding the refrigerant flow regulation can be distinguished in this development of the invention, two variants. In a first variant, the first expansion element is arranged in front of the explained branching of the refrigerant line on the one hand to the first evaporator and on the other hand to the third evaporator. In other words, it is provided that the first expansion valve in a both the first and the third evaporator refrigerant side immediately upstream, common refrigerant pipe section is arranged. In a second variant, it is provided that the first expansion valve is disposed in a refrigerant line section immediately upstream of the first evaporator only and a fourth expansion valve is arranged in a refrigerant line section immediately upstream of the third evaporator only. Although this is apparatus and control technology consuming, but allows independent control of outdoor and indoor evaporator arrangement.
Der Fachmann wird verstehen, dass die oben für den Heizfall anhand des ersten und zweiten Verdampfers erläuterten Betriebsverfahren mutatis mutandum auch im Kühlfall für den dritten und vierten Verdampfer anwendbar sind. Der Fachmann wird weiter verstehen, dass, wenn hier jeweils von einzelnen „Verdampfern“ die Rede ist, es sich nicht zwingend um voneinander getrennte Geräte handeln muss. Vielmehr können unterschiedlich mit Kältemittel beschickbare, komplexe Bauelemente realisiert sein, die die oben erläuterten Funktionen erfüllen. Insofern ist der Begriff des Verdampfers hier in erster Linie funktional zu verstehen. The person skilled in the art will understand that the operating methods explained above for the heating case with reference to the first and second evaporators are mutatis mutandis also applicable in the case of cooling for the third and fourth evaporators. Those skilled in the art will further understand that, when referring to individual "evaporators", it is not necessary that they are separate devices. On the contrary, complex components which can be charged differently with refrigerant and which fulfill the functions explained above can be realized. In this respect, the term evaporator is primarily functional here.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following specific description and the drawings.
Es zeigen: Show it:
Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin. Like reference numerals in the figures indicate like or analogous elements.
Die Klimatisierungsvorrichtung
Gleichzeitig kann der erste Verdampfer
Insbesondere bei sehr kalten Außentemperaturen und/oder hoher Luftfeuchtigkeit und/oder Spritzwasser, welches in den Vorderwagen
Typischerweise sind Klimatisierungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge nicht nur für den Heizfall ausgelegt. Die
Bei den Ausführungsformen der
Die zweistufige Ausgestaltung der Innenraum-Verdampferanordnung
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Beispielsweise kann die Form der Lamellen der Außenverdampfer – ebenso wie die Lamellenform der Innenverdampfer – Gegenstand konstruktiver Optimierung durch den Fachmann sein. Bevorzugt ist die Lamellenform des ersten Verdampfers im Hinblick auf maximale Wärmeübertragung zwischen dem Kältemittel und der den ersten Verdampfer durchströmenden Luft optimiert, während die Lamellenform des zweiten Verdampfers alternativ oder zusätzlich im Hinblick auf minimale Vereisung hin optimiert ist. Letzteres kann z.B. durch Optimierung der Abfuhr (noch) flüssigen Wassers von den Lamellen erreicht werden. Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures represent only illustrative embodiments of the present invention. In the light of the disclosure herein, those skilled in the art will be offered a wide range of possible variations. For example, the shape of the fins of the outer evaporator - as well as the lamella shape of the inner evaporator - be the subject of constructive optimization by a person skilled in the art. Preferably, the lamellar shape of the first evaporator is optimized with regard to maximum heat transfer between the refrigerant and the air flowing through the first evaporator, while the lamellar shape of the second evaporator is alternatively or additionally optimized with regard to minimal icing. The latter can e.g. by optimizing the removal (still) of liquid water from the fins.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Klimatisierungsvorrichtung Air conditioning device
- 12 12
- Fahrgastzelle cabin
- 14 14
- Vorderwagen front end
- 16 16
- Kompressor compressor
- 18 18
- Kondensator/Gaskühler Condenser / gas cooler
- 20 20
- erstes Expansionsventil first expansion valve
- 22 22
- erster Verdampfer first evaporator
- 24 24
- zweites Expansionsventil second expansion valve
- 26 26
- zweiter Verdampfer second evaporator
- 28 28
- Außenluft outside air
- 30 30
- dritter Verdampfer third evaporator
- 32 32
- vierter Verdampfer fourth evaporator
- 34 34
- drittes Expansionsventil third expansion valve
- 36 36
- viertes Expansionsventil fourth expansion valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014207278 A1 [0004, 0017] DE 102014207278 A1 [0004, 0017]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „_Dialoge – das Audi-Technologiemagazin“ Ausgabe 1/2013, Seite 56 [0003] "_Dialogues - the Audi Technology Magazine" Issue 1/2013, page 56 [0003]
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018185413A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | Valeo Systemes Thermiques | Ventilation, heating and/or air-conditioning installation comprising two ducts |
DE102020207170A1 (en) | 2020-06-09 | 2021-12-09 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for de-icing a heat exchanger of a motor vehicle and motor vehicle with a heat exchanger |
CN113910859A (en) * | 2020-07-09 | 2022-01-11 | 大众汽车股份公司 | Air conditioning system and cooling method for a motor vehicle |
DE102021204434A1 (en) | 2021-05-03 | 2022-11-03 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Evaporator device for a compression refrigeration cycle system, compression refrigeration cycle system and method for operating such a compression refrigeration cycle system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6422308B1 (en) * | 1997-04-09 | 2002-07-23 | Calsonic Kansei Corporation | Heat pump type air conditioner for vehicle |
DE102011109322A1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | Valeo Klimasysteme Gmbh | Refrigeration system for a vehicle and method for controlling a refrigeration system for a vehicle |
DE102014207278A1 (en) | 2013-06-08 | 2014-12-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Air conditioning device for a motor vehicle and method for its operation |
-
2015
- 2015-08-20 DE DE102015215955.8A patent/DE102015215955A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6422308B1 (en) * | 1997-04-09 | 2002-07-23 | Calsonic Kansei Corporation | Heat pump type air conditioner for vehicle |
DE102011109322A1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | Valeo Klimasysteme Gmbh | Refrigeration system for a vehicle and method for controlling a refrigeration system for a vehicle |
DE102014207278A1 (en) | 2013-06-08 | 2014-12-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Air conditioning device for a motor vehicle and method for its operation |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
„_Dialoge – das Audi-Technologiemagazin" Ausgabe 1/2013, Seite 56 |
Audi: Dialoge Audi-Technologiemagazin. 1. Ingolstadt, 2013. 56-57. - Firmenschrift. http://www.audi.com/content/dam/com/DE/corporate-responsibility/product/audi_dialoge_technologiemagazin_2013.pdf [abgerufen am 13.04.2016] * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018185413A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | Valeo Systemes Thermiques | Ventilation, heating and/or air-conditioning installation comprising two ducts |
FR3064947A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-12 | Valeo Systemes Thermiques | VENTILATION, HEATING AND / OR AIR CONDITIONING INSTALLATION COMPRISING TWO CHANNELS |
DE102020207170A1 (en) | 2020-06-09 | 2021-12-09 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for de-icing a heat exchanger of a motor vehicle and motor vehicle with a heat exchanger |
US11772458B2 (en) | 2020-06-09 | 2023-10-03 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method of de-icing a heat exchanger of a motor vehicle and motor vehicle with a heat exchanger |
CN113910859A (en) * | 2020-07-09 | 2022-01-11 | 大众汽车股份公司 | Air conditioning system and cooling method for a motor vehicle |
CN113910859B (en) * | 2020-07-09 | 2024-05-24 | 大众汽车股份公司 | Air conditioning system and cooling method for a motor vehicle |
DE102021204434A1 (en) | 2021-05-03 | 2022-11-03 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Evaporator device for a compression refrigeration cycle system, compression refrigeration cycle system and method for operating such a compression refrigeration cycle system |
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