DE102016112094B4 - System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Kühlung von Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben des Systems und Verwendung des Systems in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Kühlung von Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben des Systems und Verwendung des Systems in einem Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

System (1) zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Kühlung von Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs, aufweisend- einen Kühlmittelkreislauf (16) und- einen ersten Kältemittelkreislauf (2) mit einem Verdichter (3), einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager (4), mindestens einem Expansionsorgan (5, 7), mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (6) zum Konditionieren eines dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms, welcher als Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager (6) ausgebildet ist, sowie mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (8), welcher als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (8) ausgebildet und innerhalb des Kühlmittelkreislaufs (16) zur Wärmeübertragung vom Kühlmittel an das Kältemittel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kältemittelkreislauf (11) zur Kühlung der Antriebskomponenten mit einem Verdichter (12), einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (13), mindestens einem Expansionsorgan (14) und mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (15) ausgebildet ist, wobei der als Kondensator/Gaskühler betriebene Wärmeübertrager (13) als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) ausgebildet und innerhalb des Kühlmittelkreislaufs (16) zur Wärmeübertragung vom Kältemittel an das Kühlmittel angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Kühlung von Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs. Das System weist einen Kühlmittelkreislauf und einen ersten Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter, einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, mindestens einem Expansionsorgan, mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager zum Konditionieren eines dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms sowie mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager zur Wärmeübertragung vom Kühlmittel an das Kältemittel des ersten Kältemittelkreislaufs auf. Der Wärmeübertrager zum Konditionieren des dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms ist dabei als Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager ausgebildet. Der Wärmeübertrager zur Wärmeübertragung vom Kühlmittel an das Kältemittel ist innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet und als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Kraftfahrzeuge mit elektromotorischem Antrieb, kurz als Elektrofahrzeuge bezeichnet, oder Kraftfahrzeuge mit einem hybriden Antrieb aus Elektromotor und Verbrennungsmotor, kurz als Hybridfahrzeuge bezeichnet, weisen aufgrund der Ausbildung mit zusätzlichen Komponenten, wie einer Hochvoltbatterie, einem internen Ladegerät, einem Transformer, einem Inverter sowie dem Elektromotor, meist einen höheren Kältebedarf als Kraftfahrzeuge mit einem reinen verbrennungsmotorischen Antrieb auf. Neben dem Kältemittelkreislauf des eigentlichen Klimatisierungssystems sind herkömmliche Kraftfahrzeuge mit einem reinen elektrischen Antrieb oder einem elektrischen Hybridantrieb mit einem Kühlmittelkreislauf ausgebildet, in welchem das zum Abführen der von den Antriebskomponenten emittierter Wärme zirkulierende Kühlmittel durch einen luftgekühlten Wärmeübertrager geleitet wird.
  • Um insbesondere die erlaubten Temperaturgrenzen einer Hochvoltbatterie, welche üblicherweise zwischen 20°C und 35°C liegen, einzuhalten, ist zur Kühlung der Batterie entweder der Kühlmittelkreislauf mit einem zusätzlichen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager zur thermischen Kopplung mit dem Kältemittelkreislauf des Klimatisierungssystems oder ein als Batteriekühler ausgebildeter direkt kältemittelgekühlter Wärmeübertrager vorgesehen.
  • Aus der DE 10 2009 002 424 A1 geht ein System zur Kühlung der Zuluft für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs sowie zur Kühlung einer Batterie hervor. Das System weist einen Kältemittelkreislauf sowie mindestens einen Kühlmittelkreislauf auf. Der Kältemittelkreislauf ist dabei zur Aufnahme der Wärme aus dem Kühlmittelkreislauf ausgebildet. Das in einem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager abgekühlte Kühlmittel wird zum einem zu einem in einem Klimagerät angeordneten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager geleitet. Beim Durchströmen des Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers wird das Kühlmittel erwärmt, wobei die dem Fahrgastraum zuzuführende Luft abgekühlt wird. Zum anderen wird das im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager abgekühlte Kühlmittel zur Batterie geführt, wo es in einem Batteriekühler die von der Batterie emittierte Wärme aufnimmt. Die Kühlmittelkreisläufe des Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers und des Batteriekühlers können dabei getrennt voneinander oder als ein gemeinsamer Kühlmittelkreislauf ausgebildet sein.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte automobile Kälteanlagen für Elektrofahrzeuge sind für maximale Kälteleistungen im Bereich von 6 kW bis 9 kW ausgelegt. Zukünftige Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge, insbesondere mit Schnell-Ladetechnik der Batterie, weisen jedoch einen Kältebedarf im Bereich von 12 kW bis 15 kW und damit einen sehr viel größeren Kältebedarf als herkömmliche Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge auf.
  • Für die Bereitstellung von vergleichsweise hohen Kälteleistungen sind unterschiedliche Klimatisierungssysteme für Kraftfahrzeuge bekannt. Dabei werden einerseits in einem herkömmlichen Kältemittelkreislauf mindestens zwei Verdichter parallel betrieben, sodass der Massenstrom des Kältemittels verdoppelt oder vervielfacht wird. Andererseits werden mindestens zwei Kältemittelkreisläufe unabhängig voneinander ausgebildet, wobei jeder zusätzliche Kältemittelkreislauf zusätzliche Komponenten aufweist.
  • In der US 7,228,707 B2 und in der US 2013/0145781 A1 werden jeweils ein Kältemittelkreislauf mit parallel zueinander angeordneten Verdichtern beschrieben. Die parallel zueinander geschalteten Verdichter verdichten das Kältemittel in eine gemeinsame Druckleitung, welche das Kältemittel zu einem als Kondensator betriebenen Wärmeübertrager leitet.
  • Der aus der US 7,228,707 B2 bekannte Kältemittelkreislauf in Economizerschaltung weist zudem eine Vielzahl von als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragern auf, welche zum Konditionieren verschiedener Umgebungen dienen. Dabei ist jeder Verdampfer mit einem Verdichter verbunden.
  • Die US 2013/0145781 A1 offenbart einen Kältemittelkreislauf mit zwei Verdichtern, wobei der erste Verdichter drehzahlgeregelt und der zweite Verdichter zum Betrieb mit einer festen Drehzahl ausgebildet sind.
  • Aus der US 2008 / 0 245 503 A1 geht ein Wärmeübertragungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Kältemittelkreislauf mit einem Kondensator, einem Verdichter, einen Verdampfer und einer Expansionsvorrichtung, ein abnehmbar am Kraftfahrzeug fixiertes Modul mit einer Pumpe und ein zweiter Kältemittelkreislauf mit einem Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, der Pumpe und der Expansionsvorrichtung hervor. Der erste Kältemittelkreislauf kann derart betrieben werden, die Luft eines ersten Fahrgastraums zu konditionieren, während der zweite Kältemittelkreislauf derart betrieben werden kann, die Luft eines zweiten, vom ersten Fahrgastraum beabstandeten Fahrgastraum zu konditionieren.
  • In der DE 10 2013 106 831 A1 ist eine Fahrzeugklimaanlage eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs mit einem Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter, einem Kondensator, eine Druckverminderungseinheit sowie einem Verdampfer offenbart. Ein erster, mit dem Kältemittelkreislauf thermisch gekoppelter Kühlmittelkreislauf eines ersten Kühlmittels weist eine Pumpe sowie einen Wärmeübertrager zum Kühlen eines elektrischen Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs auf. Ein zweiter, mit dem Kältemittelkreislauf thermisch gekoppelter Kühlmittelkreislauf eines zweiten Kühlmittels weist eine Pumpe sowie einen Wärmeübertrager zum Erwärmen der Zuluft eines Fahrgastraums auf. Der Verdampfer ist mit dem ersten Kühlmittelkreislauf gekoppelt, während der Kondensator an den zweiten Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist.
  • In der US 2015 / 0 202 986 A1 ist ein Wärmemanagementsystem für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf für eine Klimaanlage, einem Kältemittelkreislauf für eine Batterie, in welchem das Kältemittel zwischen der Batterie, einer Verdampfungseinheit und einer Heizvorrichtung zirkuliert, und einer Wärmemanagement-Steuereinheit, welche dafür sorgt, dass das Kältemittel für die Batterie unter Verwendung der Heizvorrichtung erwärmt oder unter Verwendung der Verdampfungseinheit abgekühlt wird, beschrieben.
  • In der JP 2013 - 75 628 A ist ein Fahrzeug-Temperaturregelsystem mit einem Kältemittelkreislauf mit einem Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme mit der Zuluft des Fahrgastraums, einem Kühlmittelkreislauf mit einer Kühleinheit zum Kühlen elektrischer Komponenten und einer Wärmeableitungseinheit zum Kühlen eines in der Kühleinheit strömenden Fluids, einem Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme zwischen dem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittel und dem im Kühlmittelkreislauf der elektrischen Komponente zirkulierenden Kühlmittel sowie einer Steuervorrichtung dargestellt.
  • In der JP 2006 - 321 389 A ist eine Vorrichtung zum Nutzen von Abwärme für ein Fahrzeug mit hybridem Antrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor jeweils mit einem Motorkühlkreislauf gezeigt. Die Vorrichtung weist zudem einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdampfer zum Aufnehmen von Wärme auf der Niederdruckseite und einen Kondensator zum Abgeben von Wärme auf der Hochdruckseite eines Verdichters auf. Dabei ist der Verdampfer im Motorkühlkreislauf des Verbrennungsmotors installiert, während der Kondensator im Motorkühlkreislauf des Elektromotors vorgesehen ist.
  • Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kältemittelkreisläufen müssen die einzelnen Komponenten, wie der als Kondensator/Gaskühler betriebene Wärmeübertrager, die Kältemittelleitungen als Verbindungsleitungen zwischen den Komponenten und die Ventile, entsprechend dem hohen maximalen Massenstrom des Kältemittels sehr groß dimensioniert werden.
  • Obwohl einzelne Strömungspfade und damit Verdampfer unabhängig voneinander abzusperren sind, sind die Verdampfer nur druckabhängig untereinander betreibbar. Bei gleichzeitigem Betrieb sind die Verdampfer, auch durch den Einsatz kostenintensiver elektrischer Expansionsventile, sehr aufwändig aufeinander abzustimmen.
  • Die herkömmlichen Kälteanlagen mit Kältemittelkreisläufen mit mindestens zwei Verdichtern oder bekannte Kaskadensysteme stellen zwar eine höhere Kälteleistung bereit, allerdings ist die Übertragung der Wärme im Kondensator/Gaskühler als Wärmeabgabe vom Kältemittel an die Umgebungsluft sehr begrenzt.
  • Das System eines Kraftfahrzeugs aus dem Stand der Technik ist lediglich für eine Wärmeabgabe im Bereich von 13 kW bis 14 kW konfiguriert. Die Bereitstellung einer Kälteleistung im Bereich von 12 kW bis 15 kW erfordert jedoch eine Wärmeabgabe auf der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufs von mindestens 20 kW.
  • Da das Kraftfahrzeug während des Schnell-Ladevorgangs der Batterie zudem nicht bewegt wird und damit ruht beziehungsweise parkt, weist die Strömung der Luft zur Beaufschlagung des Kondensators/Gaskühlers im Frontbereich des Kraftfahrzeugs eine minimale Geschwindigkeit auf. Die Umgebungsluft wird lediglich von dem dem Kondensator/Gaskühler zugeordneten Lüfter gefördert und nicht zusätzlich vom Fahrtwind unterstützt, was wiederum zu einer Reduktion der Wärmeabgabe am Kondensator/Gaskühler führt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Systems mit ausreichender Kälteleistung für Kraftfahrzeuge mit einem großen Kältebedarf, zum Beispiel für Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen oder einem kombinierten elektrischen und verbrennungsmotorischen Antrieb. Dabei ist insbesondere die für die hohen Kälteleistungen erforderliche Wärmeabgabe von mindestens 20 kW zu gewährleisten. Die Herstellungs-, Wartungs- und Betriebskosten sowie der erforderliche Bauraum sollen minimal sein und der Kältemittelkreislauf aus für herkömmliche Massenströme dimensionierten Komponenten ausgebildet sein. Das System soll mit maximaler Effizienz betreibbar sein.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Kühlung von Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das System weist einen Kühlmittelkreislauf und einen ersten Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter, einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, mindestens einem Expansionsorgan, mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager zum Konditionieren eines dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms sowie mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager zur Wärmeübertragung vom Kühlmittel an das Kältemittel des ersten Kältemittelkreislaufs auf. Der Wärmeübertrager zum Konditionieren des dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms ist dabei als Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager ausgebildet. Der Wärmeübertrager zur Wärmeübertragung vom Kühlmittel an das Kältemittel ist innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet und als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet. Der erste Kältemittelkreislauf ist über den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager mit dem Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt.
  • Nach der Konzeption der Erfindung weist das System einen zweiten Kältemittelkreislauf zur Kühlung der Antriebskomponenten auf. Der zweite Kältemittelkreislauf ist mit einem Verdichter, einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager, mindestens einem Expansionsorgan und mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager ausgebildet. Der als Kondensator/Gaskühler betriebene Wärmeübertrager des zweiten Kältemittelkreislaufs ist dabei zur Wärmeübertragung vom Kältemittel des zweiten Kältemittelkreislaufs an das Kühlmittel innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet und als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet. Der zweite Kältemittelkreislauf ist folglich über den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager mit dem Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt.
  • Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager des zweiten Kältemittelkreislaufs zur direkten Kühlung der Antriebskomponente konfiguriert.
  • Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager des zweiten Kältemittelkreislaufs als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager zur indirekten Kühlung der Antriebskomponente über einen zweiten Kühlmittelkreislauf ausgebildet. Der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager wird zur indirekten Kühlung der Antriebskomponente über ein Kühlmittel als Verdampfer des Kältemittels betrieben.
  • Die Antriebskomponente ist bevorzugt eine elektrische Komponente, beispielsweise eine Hochvoltbatterie oder ein elektrischer Motor, eines elektrischen Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs.
  • Unter einer direkten Kühlung ist dabei eine Wärmeübertragung ohne Zwischenmedien, wie zusätzliche Kühlmittel oder Kältemittel, zu verstehen. Die von der Antriebskomponente emittierte Wärme wird folglich direkt an das Kältemittel übertragen, welches innerhalb des Wärmeübertragers verdampft. Das Kältemittel steht in direktem Kontakt zur Antriebskomponente, sodass die Wärme beispielsweise lediglich durch eine Wandung des Wärmeübertragers, insbesondere durch Wärmeleitung und Wärmeübergang von der Wandung an das Kältemittel, übertragen wird.
  • Erfolgt die Verflüssigung des Kältemittels bei unterkritischem Betrieb, wie zum Beispiel mit dem Kältemittel R134a oder bei bestimmten Umgebungsbedingungen mit Kohlendioxid, werden die Wärmeübertrager als Kondensator bezeichnet. Ein Teil der Wärmeübertragung findet bei konstanter Temperatur statt. Bei überkritischem Betrieb beziehungsweise bei überkritischer Wärmeabgabe im Wärmeübertrager nimmt die Temperatur des Kältemittels stetig ab. In diesem Fall wird der Wärmeübertrager auch als Gaskühler bezeichnet. Überkritischer Betrieb kann unter bestimmten Umgebungsbedingungen oder Betriebsweisen des Kältemittelkreislaufs zum Beispiel mit dem Kältemittel Kohlendioxid auftreten.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Kältemittelkreislauf mindestens zwei Strömungspfade mit jeweils einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager und einem in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagerten Expansionsorgan auf. Dabei sind die Strömungspfade parallel zueinander angeordnet und je nach Bedarf einzeln oder parallel zueinander mit Kältemittel beaufschlagbar. Der als Verdampfer betriebene Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager ist innerhalb des ersten Strömungspfades und der als Verdampfer betriebene Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ist innerhalb des zweiten Strömungspfades angeordnet.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der als Verdampfer betriebene Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager des ersten Kältemittelkreislaufs und der als Kondensator/Gaskühler betriebene Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager des zweiten Kältemittelkreislaufs innerhalb des Kühlmittelkreislaufs in Reihe zueinander geschaltet angeordnet.
  • Die Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager sind bevorzugt direkt nacheinander von Kühlmittel durchströmt ausgebildet. Unter der direkten Anordnung der Wärmeübertrager nacheinander ist zu verstehen, dass die Wärmeübertrager über eine Kühlmittelleitung miteinander derart verbunden sind, dass das durch den ersten Wärmeübertrager geströmte Kühlmittel unmittelbar zum zweiten Wärmeübertrager geleitet wird, ohne dass das Kühlmittel auf dem Strömungsweg zwischen den Wärmeübertragern eine weitere Komponente des Kühlmittelkreislaufs, insbesondere zur Wärmeaufnahme oder zur Wärmeabgabe durch das Kühlmittel, ausgenommen die entsprechende Verbindungsleitung oder beispielsweise eine Kühlmittelpumpe, passiert.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Kühlmittelkreislauf mindestens einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Abgabe der aus dem zweiten Kältemittelkreislauf aufgenommenen Wärme an Luft auf.
  • Der Kühlmittelkreislauf weist bevorzugt mindestens einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom auf.
  • Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom in einem Luftkanal eines Klimageräts in Strömungsrichtung des Luftmassenstroms nach dem als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager des ersten Kältemittelkreislaufs angeordnet.
  • Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom in einem Luftkanal eines Klimageräts angeordnet, welcher parallel zu einem Luftkanal ausgebildet ist, in welchem der als Verdampfer betriebene Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager des ersten Kältemittelkreislaufs angeordnet ist.
  • Der Kühlmittelkreislauf weist vorteilhaft mindestens einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an die Umgebungsluft auf.
  • Der mindestens eine Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom oder zur Übertragung von Wärme an die Umgebungsluft ist innerhalb des Kühlmittelkreislaufs vorteilhaft in Reihe zu den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragern geschaltet und in Strömungsrichtung des Kühlmittels zwischen dem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager des zweiten Kältemittelkreislaufs und dem als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager des ersten Kältemittelkreislaufs angeordnet.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung mit mindestens einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom und mindestens einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an die Umgebungsluft sind auch die Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager in Reihe zueinander und zu den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragern geschaltet angeordnet. Dabei ist der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom in Strömungsrichtung des Kühlmittels vorteilhaft vor dem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme an die Umgebungsluft ausgebildet.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben des Systems zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Kühlung von Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
    • - Abkühlen eines durch einen Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittels beim Durchströmen eines Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers eines ersten Kältemittelkreislaufs und Verdampfen des Kältemittels,
    • - Leiten des abgekühlten Kühlmittels innerhalb des Kühlmittelkreislaufs zu einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager eines zweiten Kältemittelkreislaufs,
    • - Aufnehmen von Wärme von einem im zweiten Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittel durch das im Kühlmittelkreislauf zirkulierende Kühlmittel beim Durchströmen des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers, wobei des Kältemittel enthitzt und verflüssigt sowie gegebenenfalls unterkühlt und das Kühlmittel erwärmt werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das Kühlmittel beim Durchströmen des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers des ersten Kältemittelkreislaufs auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur der Luft der Umgebung des Systems derart abgekühlt, dass das Kältemittel aus dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager des zweiten Kältemittelkreislaufs mit einer Temperatur unterhalb der Temperatur der Luft der Umgebung des Systems aus dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausströmt.
  • Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere im Hinblick auf die Bereitstellung einer hohen Kälteleistung, ermöglicht die Verwendung des Systems in Kraftfahrzeugen mit einem elektromotorischen Antrieb oder in Kraftfahrzeugen mit einem hybriden Antrieb aus Elektromotor und Verbrennungsmotor.
  • Das erfindungsgemäße System weist zusammenfassend diverse Vorteile auf:
    • - Bereitstellen einer im Vergleich zu bekannten Systemen höheren Kälteleistung durch den Einsatz von mindestens zwei Kältemittelverdichtern,
    • - durch die Entkopplung der Kältemittelkreisläufe und den Einsatz der mindestens zwei Verdichter ist die Kälteleistung des Gesamtsystems sehr gut regelbar,
    • - mit der Aufteilung in einen Primärkältemittelkreislauf und einen Sekundärkältemittelkreislauf wird die Druckabhängigkeit der Verdampfer voneinander aufgehoben,
    • - damit werden eine hohe Dynamik sowie eine hohe Flexibilität während des Betriebs gewährleistet, insbesondere der Kältemittelkreislauf zur Kühlung der Antriebskomponente kann sehr effizient betrieben werden,
    • - auch während des Schnell-Ladevorgangs der Batterie kann eine ausreichende Batteriekühlung gewährleistet werden, was die Applikation der Schnell-Ladetechnik in Elektrofahrzeugen ermöglicht,
    • - sämtliche Komponenten des Primärkältemittelkreislaufs und des Sekundärkältemittelkreislaufs sind exakt auf den gewünschten Kältebedarf dimensionierbar, was zu kleineren und somit leichteren Komponenten führt,
    • - Einsatz eines einzigen luftgekühlten Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers als Kondensator/Gaskühler im Primärkältemittelkreislauf zur Enthitzung und/oder zur Kondensation des Kältemittels, wobei die Enthitzungswärme und die Kondensationswärme im Sekundärkältemittelkreislauf über einen kühlmittelgekühlten Kondensator/Gaskühler an das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf übertragen wird, welche über den Primärkältemittelkreislauf oder direkt über Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager an die Umgebungsluft abgegeben wird,
    • - damit wird die wärmeabgebende Fläche des Gesamtsystems signifikant vergrößert, was eine der begrenzendenden Randbedingungen für die erzielbare Kälteleistung, speziell während des Ladevorgangs der Batterie bei hohen Umgebungstemperaturen, darstellt,
    • - kurze Kältemittelleitungen, insbesondere im Sekundärkältemittelkreislauf, da sowohl der Verdichter als auch der kühlmittelgekühlte Kondensator/Gaskühler variabel und ortsunabhängig anordenbar sind, was auch den kältemittelseitigen Gesamtdruckverlust innerhalb des Kältemittelkreislaufs minimiert,
    • - damit maximale Effizienz des Systems beim Betrieb und minimaler Bauraum sowie
    • - geringe Kosten bei der Herstellung und Wartung sowie während des Betriebs.
  • Das Klimatisierungssystem, insbesondere die Kältemittelkreisläufe, sind unabhängig vom verwendeten Kältemittel und damit auch für R134a, R744, R1234yf oder andere Kältemittel ausgelegt.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung.
  • Die Figur zeigt ein System 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Kältemittelkreislauf 2 zum Konditionieren der Zuluft des Fahrgastraums und einem zweiten Kältemittelkreislauf 11 zum Kühlen von Antriebskomponenten, insbesondere zur Kühlung der Batterie, des Kraftfahrzeugs. Das System 1 ist zudem mit einem Kühlmittelkreislauf 16 zur Aufnahme von Wärme aus dem zweiten Kältemittelkreislauf 11 und zur Abgabe der aufgenommenen Wärme direkt an die Umgebungsluft und/oder an das im ersten Kältemittelkreislauf 2 zirkulierende Kältemittel ausgebildet.
  • Das System 1 weist folglich zwei voneinander getrennt ausgebildete und damit auch separat zu betreibende Kältemittelkreisläufe 2, 11 auf, welche mittels des Kühlmittelkreislaufs 16 thermisch miteinander gekoppelt sind.
  • Der erste Kältemittelkreislauf 2, auch als Primärkältemittelkreislauf bezeichnet, weist einen Verdichter 3 zum Ansaugen und Verdichten des Kältemittels auf. Das verdichtete und überhitzte gasförmige Kältemittel wird zu einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 4 geleitet. Beim Durchströmen des Kondensators/Gaskühlers 4 wird die Wärme vom Kältemittel an Umgebungsluft übertragen. Das Kältemittel wird enthitzt und verflüssigt.
  • Nach dem Austreten aus dem Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 4 wird das flüssige Kältemittel an einer Abzweigstelle 9 je nach Bedarf auf zwei Strömungspfade aufgeteilt. Jeder der Strömungspfade weist ein Expansionsorgan 5, 7 und einen als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager 6, 8 auf. Die durch die Strömungspfade geleiteten Teilmassenströme des Kältemittels werden an einer Mündungsstelle 10 wieder zusammengeführt und als gemeinsamer Kältemittelmassenstrom vom Verdichter 3 angesaugt. Der Kältemittelkreislauf 2 ist geschlossen. Die beiden Strömungspfade werden dabei je nach Bedarf einzeln oder gemeinsam und parallel mit Kältemittel beaufschlagt. Die Anteile des Massenstroms können je nach Bedarf zwischen 0 und 100 % betragen.
  • Der mit dem in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgeschaltet angeordneten ersten Expansionsorgan 5 als Verdampfer des ersten Strömungspfades betriebene Wärmeübertrager ist als Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 6 ausgebildet. Das beim Durchströmen des Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 6 verdampfende Kältemittel nimmt die Wärme des dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms auf. Dabei wird der Luftmassenstrom abgekühlt und gegebenenfalls entfeuchtet.
  • Der mit dem in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgeschaltet angeordneten zweiten Expansionsorgan 7 als Verdampfer des zweiten Strömungspfades betriebene Wärmeübertrager ist als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 8 ausgebildet. Das beim Durchströmen des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 8 verdampfende Kältemittel nimmt Wärme des im Kühlmittelkreislauf 16 zirkulierenden Kühlmittels auf. Dabei wird das Kühlmittel abgekühlt. Mit dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 8 ist der erste Kältemittelkreislauf 2 mit dem Kühlmittelkreislauf 16 thermisch gekoppelt. Beim Durchströmen des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 8 wird das Kühlmittel bevorzugt auf einen Wert der Temperatur abgekühlt, welcher unterhalb des Wertes der Temperatur der Umgebungsluft liegt.
  • Der zweite Kältemittelkreislauf 11, auch als Sekundärkältemittelkreislauf bezeichnet, weist einen Verdichter 12 zum Ansaugen und Verdichten des Kältemittels auf. Das verdichtete und überhitzte gasförmige Kältemittel wird zu einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 geleitet. Beim Durchströmen des Kondensators/Gaskühlers 13 wird die Wärme vom Kältemittel an das im Kühlmittelkreislauf 16 zirkulierende Kühlmittel übertragen. Das Kältemittel wird dabei enthitzt und verflüssigt.
  • Nach dem Austreten aus dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 wird das flüssige Kältemittel zu einem Expansionsorgan 14 geführt und in einen als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager 15 eingeleitet. Der mit dem in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgeschaltet angeordneten Expansionsorgan 14 als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager ist vorteilhaft als ein Batteriekühler ausgebildet. Das beim Durchströmen des Batteriekühlers verdampfende Kältemittel nimmt die von der Batterie emittierte Wärme auf. Dabei wird die Batterie als Komponente des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs folglich direkt kältemittelgekühlt.
  • Die von der Batterie abgegebene und vom im zweiten Kältemittelkreislauf 11 zirkulierenden Kältemittel aufgenommene Wärme wird im kühlmittelgekühlten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 an das Kühlmittel übertragen. Das Kältemittel kann gegebenenfalls, das heißt je nach Betrieb des Systems 1, insbesondere der Abkühlung des Kühlmittels im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 8 auf einen Wert der Temperatur, welcher unterhalb des Wertes der Temperatur der Umgebungsluft liegt, beim Durchströmen eines in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 nachgeschaltet angeordneten, nicht dargestellten luftgekühlten Wärmeübertrager unterkühlt werden. Damit wird die Kälteleistung zum Abkühlen der Batterie weiter vergrößert. Eine weitere Übertragung von Wärme vom Kältemittel des zweiten Kältemittelkreislaufs 11 an die Umgebungsluft mittels des nicht dargestellten luftgekühlten Wärmeübertragers ist dabei bekanntlich nur möglich, wenn die Temperatur des Kältemittels am Austritt des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 oberhalb des Wertes der Temperatur der Umgebungsluft liegt.
  • Der Kühlmittelkreislauf 16 weist neben den bereits beschriebenen, als Verdampfer im ersten Kältemittelkreislauf 2 betriebenem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 8 und als Kondensator/Gaskühler im zweiten Kältemittelkreislauf 11 betriebenem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 eine Kühlmittelpumpe 17 zum Umwälzen des Kühlmittels und zwei Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18, 19 auf.
  • Die Kühlmittelpumpe 17 fördert das Kühlmittel vom Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 8 des Primärkältemittelkreislaufs 2, in welchem es bevorzugt unter die Temperatur der Umgebungsluft abgekühlt wird, zum Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 des Sekundärkältemittelkreislaufs 11, in welchem es die Wärme aus dem Sekundärkältemittelkreislauf 11 aufnimmt.
  • In Strömungsrichtung des Kühlmittels weist der Kühlmittelkreislauf 16 zwei hintereinander und damit in Reihe geschaltet angeordnete Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18, 19 auf. Je nach Anordnung der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18, 19 kann die Wärme an unterschiedliche Luftmassenströme übertragen werden.
  • In einer ersten alternativen Ausgestaltungsform ist der erste Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18 zur Übertragung der Wärme an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom angeordnet. Dabei wird je nach Bedarf und Betriebsmodus des Systems 1 die Zuluft für den Fahrgastraum, welche zuvor beispielsweise beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des Verdampfers 6 des ersten Kältemittelkreislaufs 2 abgekühlt und gegebenenfalls entfeuchtet wurde, erwärmt. Beim Durchströmen des zweiten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers 19 kann je nach Bedarf die Wärme vom Kühlmittel an die Umgebungsluft übertragen werden.
  • In einer zweiten alternativen Ausgestaltungsform sind beide Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18, 19 zur Übertragung der Wärme vom Kühlmittel an die Umgebungsluft angeordnet. Dabei sind die beiden Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18, 19 vorteilhaft im Bereich der Radkästen des Kraftfahrzeugs und damit außerhalb des Luftmassenstroms der Umgebungsluft positioniert, welcher über die Wärmeübertragungsfläche des Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 4 des ersten Kältemittelkreislaufs 2 geleitet wird.
  • Die Wärmeübertragung mit Hilfe der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18, 19 des Kühlmittelkreislaufs 16 an die Umgebungsluft hat insbesondere bei hohen Werten der Temperatur der Umgebungsluft während des Schnell-Ladevorgangs der Batterie einen großen Einfluss auf die Kälteleistung des ersten Kältemittelkreislaufs 2 zum Konditionieren des dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms. Durch den Einsatz der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18, 19 wird die Wärmeübertragungsfläche zum Übertragen der Wärme vom System 1 an die Umgebungsluft im Vergleich zum ausschließlichen Einsatz des Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 4 des ersten Kältemittelkreislaufs 2 vergrößert. Damit wird die Leistung des Systems 1 auch gegenüber der Leistung eines Kältemittelkreislaufs mit zwei parallel betriebenen Verdichtern gesteigert.
  • Die Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 18, 19 können zudem je nach Bedarf und Betriebsweise des Systems 1 unabhängig voneinander luftseitig abgeschaltet werden, sodass das Kühlmittel ohne Übertragung von Wärme hindurchströmt.
  • Durch den mit dem System 1 möglichen Betriebsmodus des Abkühlens des Kühlmittels beim Durchströmen des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 8 des ersten Kältemittelkreislaufs 2 unter die Temperatur der Umgebungsluft, der Übertragung der Wärme des im zweiten Kältemittelkreislauf 11 zirkulierenden Kältemittels an das unter die Temperatur der Umgebungsluft abgekühlten Kühlmittels beziehungsweise das mögliche Unterkühlen des im zweiten Kältemittelkreislauf 11 zirkulierenden Kältemittels nach der Verflüssigung wird der zweite Kältemittelkreislauf 11, insbesondere zum Kühlen der Batterie, mit einem sehr geringen Hochdruck und einer sehr hohen Unterkühlung betrieben. Mit der dabei erzielbaren sehr hohen Enthalpiedifferenz für den Vorgang der Verdampfung des Kältemittels im als Verdampfer und Batteriekühler betriebenen Wärmeübertrager 15 wird die geforderte hohe Kälteleistung während des Schnell-Ladevorgangs der Batterie mit einem gleichbleibenden oder sogar geringeren Kältemittelmassenstrom bereitgestellt.
  • Durch eine optimale Anordnung der Komponenten des zweiten Kältemittelkreislaufs 11 und des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 8 mit vorgelagertem Expansionsorgan 7 des ersten Kältemittelkreislaufs 2 werden die Komponenten der Kältemittelkreisläufe 2, 11 durch Kältemittelleitungen mit minimaler Länge miteinander verbunden. Durch den Einsatz der Kältemittelleitungen mit minimaler Länge werden zum einen die Druckverluste der Kältemittel beim Durchströmen der Kältemittelleitungen minimiert. Zum anderen sind das Gewicht und die damit verbundenen Kosten der Kältemittelleitungen minimal.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    System
    2
    erster Kältemittelkreislauf, Primärkältemittelkreislauf
    3
    Verdichter Primärkältemittelkreislauf 2
    4
    Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, Kondensator/Gaskühler
    5
    erstes Expansionsorgan
    6
    Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, Verdampfer
    7
    zweites Expansionsorgan
    8
    Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager, Verdampfer
    9
    Abzweigstelle
    10
    Mündungsstelle
    11
    zweiter Kältemittelkreislauf, Sekundärkältemittelkreislauf
    12
    Verdichter Sekundärkältemittelkreislauf 11
    13
    Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager, Kondensator/Gaskühler
    14
    Expansionsorgan
    15
    Wärmeübertrager, Verdampfer, Kühler Antriebskomponente
    16
    Kühlmittelkreislauf
    17
    Kühlmittelpumpe
    18
    erster Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager
    19
    zweiter Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager

Claims (10)

  1. System (1) zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Kühlung von Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs, aufweisend - einen Kühlmittelkreislauf (16) und - einen ersten Kältemittelkreislauf (2) mit einem Verdichter (3), einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager (4), mindestens einem Expansionsorgan (5, 7), mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (6) zum Konditionieren eines dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms, welcher als Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager (6) ausgebildet ist, sowie mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (8), welcher als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (8) ausgebildet und innerhalb des Kühlmittelkreislaufs (16) zur Wärmeübertragung vom Kühlmittel an das Kältemittel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kältemittelkreislauf (11) zur Kühlung der Antriebskomponenten mit einem Verdichter (12), einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (13), mindestens einem Expansionsorgan (14) und mindestens einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (15) ausgebildet ist, wobei der als Kondensator/Gaskühler betriebene Wärmeübertrager (13) als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) ausgebildet und innerhalb des Kühlmittelkreislaufs (16) zur Wärmeübertragung vom Kältemittel an das Kühlmittel angeordnet ist.
  2. System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kältemittelkreislauf (2) mindestens zwei Strömungspfade mit jeweils einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (6, 8) und einem in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagerten Expansionsorgan (5, 7) aufweist, wobei - die Strömungspfade parallel zueinander angeordnet und je nach Bedarf einzeln oder parallel zueinander mit Kältemittel beaufschlagbar sind und - der als Verdampfer betriebene Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager (6) innerhalb des ersten Strömungspfades und der als Verdampfer betriebene Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (8) innerhalb des zweiten Strömungspfades angeordnet sind.
  3. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als Verdampfer betriebene Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (8) des ersten Kältemittelkreislaufs (2) und der als Kondensator/Gaskühler betriebene Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) des zweiten Kältemittelkreislaufs (11) innerhalb des Kühlmittelkreislaufs (16) in Reihe zueinander geschaltet angeordnet sind.
  4. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (16) mindestens einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager (18, 19) zur Abgabe der aus dem zweiten Kältemittelkreislauf (11) aufgenommenen Wärme an Luft aufweist.
  5. System (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager (18, 19) innerhalb des Kühlmittelkreislaufs (16) in Reihe zu den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragern (8, 13) geschaltet und in Strömungsrichtung des Kühlmittels zwischen dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) des zweiten Kältemittelkreislaufs (11) und dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (8) des ersten Kältemittelkreislaufs (2) angeordnet ist.
  6. System (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (16) mindestens einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager (18) zur Übertragung von Wärme an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom aufweist.
  7. System (1) nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (16) mindestens einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager (19) zur Übertragung von Wärme an die Umgebungsluft aufweist.
  8. Verfahren zum Betreiben des Systems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend folgende Schritte: - Abkühlen eines durch einen Kühlmittelkreislauf (16) zirkulierenden Kühlmittels beim Durchströmen eines Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers (8) eines ersten Kältemittelkreislaufs (2) und Verdampfen des Kältemittels, - Leiten des abgekühlten Kühlmittels innerhalb des Kühlmittelkreislaufs (16) zu einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) eines zweiten Kältemittelkreislaufs (11), - Aufnehmen von Wärme von einem im zweiten Kältemittelkreislauf (11) zirkulierenden Kältemittel durch das im Kühlmittelkreislauf (16) zirkulierende Kühlmittel beim Durchströmen des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers (13), wobei das Kältemittel enthitzt sowie verflüssigt und das Kühlmittel erwärmt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel beim Durchströmen des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers (8) des ersten Kältemittelkreislaufs (2) auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur der Luft der Umgebung des Systems (1) abgekühlt wird, und dass das Kältemittel aus dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) des zweiten Kältemittelkreislaufs (11) mit einer Temperatur unterhalb der Temperatur der Luft der Umgebung des Systems (1) aus dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) ausströmt.
  10. Verwendung des Systems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen Antrieb oder einem Kraftfahrzeug mit einem hybriden Antrieb aus Elektromotor und Verbrennungsmotor.
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