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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Fahrzeuge, insbesondere ein Kühlsystem und ein Fahrzeug.
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STAND DER TECHNIK
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Bei bestehenden elektrisch angetriebenen Fahrzeugen (beispielsweise elektrische Fahrzeuge) wird die Heizfunktion über ein PTC-Heizgerät ermöglicht. Bei einer Umgebungstemperatur von geringer als 20°C (beispielsweise im Frühling und Herbst) beginnt das PTC-Heizgerät zu arbeiten, um das Klimatisierungssystem mit Wärme zu versorgen. Aufgrund verbrauchter elektrischer Energie beim Betrieb des PTC-Heizgeräts wird jedoch die Reichweite des Fahrzeugs verringert. Es ist daher ein zu lösendes Problem, beim Versorgen eines Klimatisierungssystems mit Wärme die Beeinträchtigung der Reichweite des Fahrzeugs zu minimieren.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem bereitzustellen, das beim Versorgen des Klimatisierungssystems mit Wärme eine minimierte Beeinträchtigung der Reichweite des Fahrzeugs ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Kühlsystem, das eine erste Kühlwasserpumpe, einen Kondensator, einen Warmluftkern, ein Vier-Wege-Ventil, einen Kühler und ein einstellbares Ventil umfasst, wobei der Warmluftkern an eine Öffnung A des Vier-Wege-Ventils, der Kühler an eine Öffnung B des Vier-Wege-Ventils, der Kondensator an eine Öffnung C des Vier-Wege-Ventils und die erste Kühlwasserpumpe an eine Öffnung D des Vier-Wege-Ventils angeschlossen ist, wobei der Betriebsmodus des Vier-Wege-Ventils und der Betriebsmodus des einstellbaren Ventils einstellbar sind, um einen Umlauf des Kühlwassers in dem Kühlsystem entlang mehrerer Kühlwasserkreisläufe zu ermöglichen, wobei in mindestens einem der mehreren Kühlwasserkreisläufe das Kühlwasser der Reihe nach den Kondensator und den Warmluftkern durchströmt.
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Optional ist vorgesehen, dass beim Umschalten des Vier-Wege-Ventils in einen ersten Betriebsmodus das Kühlwasser in dem Kühlsystem entlang eines ersten Kühlwasserkreislaufs und eines zweiten Kühlwasserkreislaufs fließt,
wobei es sich beim ersten Betriebsmodus um einen Modus handelt, in dem die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils mit der Öffnung B des Vier-Wege-Ventils und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils mit der Öffnung D des Vier-Wege-Ventils verbunden ist,
wobei die erste Kühlwasserpumpe, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils, der Kondensator, das einstellbare Ventil, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils und der Warmluftkern der Reihe nach in Reihe geschaltet sind, um den ersten Kühlwasserkreislauf zu bilden,
und wobei die erste Kühlwasserpumpe, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils, der Kondensator, das einstellbare Ventil, der Kühler, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils und der Warmluftkern der Reihe nach in Reihe geschaltet sind, um den zweiten Kühlwasserkreislauf zu bilden.
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Optional ist vorgesehen, dass es sich bei dem einstellbaren Ventil um ein einstellbares Drei-Wege-Ventil handelt, wobei der Kondensator an eine Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils an eine Öffnung A des einstellbaren Drei-Wege-Ventils und der Kühler an eine Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils angeschlossen ist, wobei der Betriebsmodus des einstellbaren Drei-Wege-Ventils einstellbar ist und beim Umschalten des einstellbaren Drei-Wege-Ventils in einen zweiten Betriebsmodus das Kühlwasser in dem Kühlsystem entlang des ersten Kühlwasserkreislaufs und des zweiten Kühlwasserkreislaufs fließt,
wobei es sich beim zweiten Betriebsmodus um einen Modus handelt, in dem die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils mit der Öffnung A des Vier-Wege-Ventils und die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils mit der Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils verbunden ist.
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Optional ist vorgesehen, dass das einstellbare Ventil ein erstes einstellbares Ein-Weg-Ventil und ein zweites einstellbares Ein-Weg-Ventil umfasst,
wobei das erste einstellbare Ein-Weg-Ventil an beiden Enden jeweils mit der Öffnung B des Vier-Wege-Ventils bzw. dem Kondensator verbunden ist und die erlaubte Medium-Fließrichtung von dem Kondensator zur Öffnung B des Vier-Wege-Ventils verläuft,
und das zweite einstellbare Ein-Weg-Ventil an beiden Enden jeweils mit dem Kühler bzw. dem Kondensator verbunden ist und die erlaubte Medium-Fließrichtung von dem Kondensator zu dem Kühler verläuft.
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Optional ist vorgesehen, dass das Kühlsystem ferner einen Verdichter und einen Verdampfer umfasst, wobei der Verdichter, der Verdampfer und der Kondensator der Reihe nach in Reihe geschaltet sind, um einen Kältemittelkreislauf zu bilden.
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Optional ist vorgesehen, dass das Kühlsystem ferner ein PTC-Heizgerät umfasst, das zwischen der Öffnung D des Vier-Wege-Ventils und der ersten Kühlwasserpumpe zwischengeschaltet ist.
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Optional ist vorgesehen, dass das Kühlsystem ferner eine zweite Kühlwasserpumpe umfasst, die zwischen dem Kühler und der Öffnung B des Vier-Wege-Ventils zwischengeschaltet ist, wobei der Betriebsmodus des Vier-Wege-Ventils einstellbar ist und beim Umschalten des Vier-Wege-Ventils in einen dritten Betriebsmodus das Kühlwasser in dem Kühlsystem entlang eines dritten Kühlwasserkreislaufs und eines vierten Kühlwasserkreislaufs fließt,
wobei es sich beim dritten Betriebsmodus um einen Modus handelt, in dem die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils mit der Öffnung D des Vier-Wege-Ventils und die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils mit der Öffnung C des Vier-Wege-Ventils verbunden ist,
wobei die erste Kühlwasserpumpe, das PTC-Heizgerät, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils und der Warmluftkern der Reihe nach in Reihe geschaltet sind, um den dritten Kühlwasserkreislauf zu bilden,
und die zweite Kühlwasserpumpe, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils, der Kondensator, das einstellbare Ventil und der Kühler der Reihe nach in Reihe geschaltet sind, um den vierten Kühlwasserkreislauf zu bilden.
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Optional ist vorgesehen, dass es sich bei dem einstellbaren Ventil um ein einstellbares Drei-Wege-Ventil handelt, wobei der Kondensator an eine Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils an eine Öffnung A des einstellbaren Drei-Wege-Ventils und der Kühler an eine Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils angeschlossen ist, wobei der Betriebsmodus des einstellbaren Drei-Wege-Ventils einstellbar ist und beim Umschalten des einstellbaren Drei-Wege-Ventils in einen vierten Betriebsmodus das Kühlwasser in dem Kühlsystem entlang des dritten Kühlwasserkreislaufs und des vierten Kühlwasserkreislaufs fließt,
wobei es sich beim vierten Betriebsmodus um einen Modus handelt, in dem die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils von der Öffnung A des Vier-Wege-Ventils getrennt und die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils mit der Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils verbunden ist.
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Optional ist vorgesehen, dass es sich bei dem einstellbaren Ventil um ein einstellbares Ein-Weg-Ventil handelt, das an beiden Enden jeweils mit dem Kühler bzw. dem Kondensator verbunden ist, wobei die erlaubte Medium-Fließrichtung des einstellbaren Ein-Weg-Ventils von dem Kondensator zu dem Kühler verläuft.
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Optional ist vorgesehen, dass das Kühlsystem ferner ein Kühlgebläse umfasst, das neben dem Kühler angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe ferner gelöst durch ein Fahrzeug, das eine Karosserie umfasst, an der ein Kühlsystem nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
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Das Kühlsystem nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine erste Kühlwasserpumpe, einen Kondensator, einen Warmluftkern, ein Vier-Wege-Ventil, einen Kühler und ein einstellbares Ventil, wobei der Warmluftkern an eine Öffnung A des Vier-Wege-Ventils, der Kühler an eine Öffnung B des Vier-Wege-Ventils, der Kondensator an eine Öffnung C des Vier-Wege-Ventils und die erste Kühlwasserpumpe an eine Öffnung D des Vier-Wege-Ventils angeschlossen ist, wobei der Betriebsmodus des Vier-Wege-Ventils und der Betriebsmodus des einstellbaren Ventils einstellbar sind, um einen Umlauf des Kühlwassers in dem Kühlsystem entlang mehrerer Kühlwasserkreisläufe zu ermöglichen, wobei in mindestens einem der mehreren Kühlwasserkreisläufe das Kühlwasser der Reihe nach den Kondensator und den Warmluftkern durchströmt, so dass die durch den Kondensator erzeugte Wärme von dem Kühlwasser aufgenommen wird und in den Warmluftkern gelangt, um dem Warmluftkern eine Wärmequelle bereitzustellen. Daher muss das PTC-Heizgerät nicht in Betrieb gesetzt werden, wobei stattdessen mittels der Wärme des Kältemittels in dem Kondensator dem Warmluftkern eine Wärmequelle bereitgestellt wird, wodurch die Aufgabe zum Minimieren der Beeinträchtigung der Reichweite des Fahrzeugs beim Versorgen des Klimatisierungssystems mit Wärme erfüllt wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus nachfolgenden konkreten Ausführungsformen zu entnehmen.
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Figurenliste
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Die beiliegenden Zeichnungen dienen zum besseren Verständnis der Erfindung und stellen eine Bestandteil der Beschreibung dar, wobei sie gemeinsam mit nachfolgenden konkreten Ausführungsformen einer Erläuterung der Erfindung dienen, ohne die Erfindung einzuschränken. Es zeigen
- 1 ein Kühlsystem nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel in einer schematischen Darstellung,
- 2 ein Kühlsystem nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel in einer anderen schematischen Darstellung,
- 3 ein Kühlsystem nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel in einer anderen schematischen Darstellung,
- 4 ein Kühlsystem nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel in einer anderen schematischen Darstellung,
- 5 ein Kühlsystem nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel in einer anderen schematischen Darstellung,
- 6 ein Kühlsystem nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel in einer anderen schematischen Darstellung.
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Bezugszeichenliste
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| 100: |
Kühlsystem |
101: |
erste Kühlwasserpumpe |
| 102: |
Kondensator |
103: |
Warmluftkern |
| 104: |
Vier-Wege-Ventil |
105: |
Kühler |
| 104: |
einstellbares Ventil |
107: |
Verdichter |
| 108: |
Verdampfer |
109: |
PTC-Heizgerät |
| 1010: |
zweite Kühlwasserpumpe |
1011: |
Kühlgebläse |
| 1061: |
einstellbares Drei-Wege-Ventil |
1062: |
erstes einstellbares Ein-Weg-Ventil |
| 1063: |
zweites einstellbares Ein-Weg-Ventil |
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen auf konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher eingegangen. Es versteht sich, dass die beschriebenen konkreten Ausführungsformen lediglich einer Beschreibung und Erläuterung der Erfindung dienen, ohne die Erfindung einzuschränken.
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Es wird auf 1 hingewiesen, die ein Kühlsystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Darstellung zeigt. Wie sich aus 1 ergibt, umfasst das Kühlsystem 100 eine erste Kühlwasserpumpe 101, einen Kondensator 102, einen Warmluftkern 103, ein Vier-Wege-Ventil 104, einen Kühler 105 und ein einstellbares Ventil 106.
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Dabei kann es sich bei dem Kondensator 102 um einen wassergekühlten Kondensator handeln und in dem Kondensator 102 gibt es zwei Medien, also Kühlwasser und Kältemittel, wobei in den Kondensator 102 gasförmiges Kältemittel einströmt und aus dem Kondensator 102 flüssiges Kältemittel ausströmt. In dem Kondensator 102 wird das gasförmige Kältemittel durch die Einwirkung des Kühlwassers in flüssiges Kältemittel kondensiert, wobei im Zuge der Kondensation die Wärme des gasförmigen Kältemittels von dem Kühlwasser aufgenommen wird.
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Die Öffnung A, Öffnung B, Öffnung C und Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 sind derart mit anderen Komponenten in dem Kühlsystem 100 verbunden, dass die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 mit dem Warmluftkern 103, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 mit dem Kühler 105, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 mit dem Kondensator 102 und die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 mit der ersten Kühlwasserpumpe 101 verbunden ist.
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Der Betriebsmodus des Vier-Wege-Ventils 104 ist einstellbar und das Vier-Wege-Ventil 104 weist zwei Betriebsmodi, also einen ersten Betriebsmodus und einen dritten Betriebsmodus auf. Beim Umschalten des Vier-Wege-Ventils 104 in den ersten Betriebsmodus wird die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 mit der Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 mit der Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 verbunden, während beim Umschalten des Vier-Wege-Ventils 104 in den dritten Betriebsmodus die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 mit der Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 mit der Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 verbunden wird.
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Bei dem einstellbaren Ventil 106 kann es sich um ein einstellbares Drei-Wege-Ventil 1061 handeln, wobei die Verbindung der Öffnung A, Öffnung B und Öffnung C des einstellbaren Ventils 1061 mit anderen Komponenten in dem Kühlsystem 100 aus 2 zu entnehmen ist, die ein Kühlsystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer anderen schematischen Darstellung zeigt. Wie sich aus 2 ergibt, ist die Öffnung A des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 mit der Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 mit dem Kühler 105 und die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 mit dem Kondensator 102 verbunden.
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Der Betriebsmodus des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 ist einstellbar und das einstellbare Vier-Wege-Ventil 1061 weist zwei Betriebsmodi, also einen zweiten Betriebsmodus und einen vierten Betriebsmodus auf. Beim Umschalten des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 in den zweiten Betriebsmodus wird die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 mit der Öffnung A des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 und die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 mit der Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 verbunden, während beim Umschalten des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 in den vierten Betriebsmodus die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 mit der Öffnung A des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 getrennt und die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 mit der Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 verbunden wird.
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Bei dem einstellbaren Ventil 106 kann es sich ebenfalls um eine Kombination zweier einstellbarer Ein-Weg-Ventile handeln, welche Kombination ein erstes einstellbares Ein-Weg-Ventil 1062 und ein zweites einstellbares Ein-Weg-Ventil 1063 umfasst, wobei die Verbindung des ersten einstellbaren Ein-Weg-Ventils 1062 und des zweiten einstellbaren Ein-Weg-Ventils 1063 mit anderen Komponenten in dem Kühlsystem 100 aus 3 zu entnehmen ist, die ein Kühlsystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer anderen schematischen Darstellung zeigt. Wie aus 3 zu entnehmen ist, ist das erste einstellbare Ein-Weg-Ventil 1062 an beiden Enden jeweils mit der Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 bzw. dem Kondensator 102 verbunden und die erlaubte Medium-Fließrichtung verläuft von dem Kondensator 102 zur Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, wobei das zweite einstellbare Ein-Weg-Ventil 1063 an beiden Enden jeweils mit dem Kühler 105 bzw. dem Kondensator 102 verbunden ist und die erlaubte Medium-Fließrichtung von dem Kondensator 102 zu dem Kühler 105 verläuft.
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Dabei sind der Betriebsmodus des Vier-Wege-Ventils 104 und der Betriebsmodus der einstellbaren Ventils 106 einstellbar, um einen Umlauf des Kühlwassers in dem Kühlwassersystem 100 entlang mehrerer Kühlwasserkreisläufe zu möglichen, wobei die mehreren Kühlwasserkreisläufe einen ersten Kühlwasserkreislauf, einen zweiten Kühlwasserkreislauf, einen dritten Kühlwasserkreislauf und einen vierten Kühlwasserkreislauf umfassen. In mindestens einem der mehreren Kühlwasserkreisläufe durchströmt das Kühlwasser der Reihe nach den Kondensator 102 und den Warmluftkern 103, so dass die durch den Kondensator erzeugte Wärme von dem Kühlwasser aufgenommen wird und in den Warmluftkern gelangt, um dem Warmluftkern eine Wärmequelle bereitzustellen. Daher muss das PTC-Heizgerät nicht in Betrieb gesetzt werden, wobei stattdessen mittels der Wärme des Kältemittels in dem Kondensator dem Warmluftkern eine Wärmequelle bereitgestellt wird, wodurch die Aufgabe zum Minimieren der Beeinträchtigung der Reichweite des Fahrzeugs beim Versorgen des Klimatisierungssystems mit Wärme erfüllt wird.
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Nachfolgend wird auf jeden der vier Kühlwasserkreisläufe näher eingegangen. Zunächst wird der erste Kühlwasserkreislauf beschrieben.
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Beim Umschalten des Vier-Wege-Ventils 104 in den ersten Betriebsmodus kann das Kühlwasser in dem Kühlsystem 100 entlang zweier Kühlwasserkreisläufe, also des ersten Kühlwasserkreislaufs und des zweiten Kühlwasserkreislaufs fließen, wie sich aus 1 bis 3 ergibt. In 1 bis 3 ist die Umlaufrichtung des Kühlwassers in dem ersten Kühlwasserkreislauf mit gestrichelten Pfeilen und die Umlaufrichtung des Kühlwassers in dem zweiten Kühlwasserkreislauf mit durchgehenden Pfeilen dargestellt.
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In 1 sind die erste Kühlwasserpumpe 101, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104, der Kondensator 102, das einstellbare Ventil 106, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 und der Warmluftkern 103 der Reihe nach in Reihe geschaltet, um den ersten Kühlwasserkreislauf zu bilden. Unter Antrieb von der ersten Kühlwasserpumpe 101 fließt das Kühlwasser über die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 in den Kondensator 102, so dass die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 von dem in den Kondensator 102 einströmenden Kühlwasser aufgenommen wird, wobei das Kühlwasser nach Wärmeaufnahme der Reihe nach das einstellbare Ventil 106, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 sowie die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 durchströmt und danach in den Warmluftkern 103 gelangt, um dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitzustellen.
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In 2 sind die erste Kühlwasserpumpe 101, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104, der Kondensator 102, die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061, die Öffnung A des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 und der Warmluftkern 103 der Reihe nach in Reihe geschaltet, um den ersten Kühlwasserkreislauf zu bilden. Unter Antrieb von der ersten Kühlwasserpumpe 101 fließt das Kühlwasser über die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 in den Kondensator 102, so dass die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 von dem in den Kondensator 102 einströmenden Kühlwasser aufgenommen wird, wobei das wärmeaufnehmende Kühlwasser der Reihe nach die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061, die Öffnung A des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 sowie die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 durchströmt und danach in den Warmluftkern 103 gelangt, um dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitzustellen.
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In 3 sind die erste Kühlwasserpumpe 101, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104, der Kondensator 102, das erste einstellbare Ein-Weg-Ventil 1062, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 und der Warmluftkern 103 der Reihe nach in Reihe geschaltet, um den ersten Kühlwasserkreislauf zu bilden. Unter Antrieb von der ersten Kühlwasserpumpe 101 fließt das Kühlwasser über die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 in den Kondensator 102, so dass die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 von dem in den Kondensator 102 einströmenden Kühlwasser aufgenommen wird, wobei das wärmeaufnehmende Kühlwasser der Reihe nach das erste einstellbare Ein-Weg-Ventil 1062, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 sowie die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 durchströmt und danach in den Warmluftkern 103 gelangt, um dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitzustellen.
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Somit muss in dem ersten Kühlwasserkreislauf das PTC-Heizgerät nicht in Betrieb gesetzt werden, wobei stattdessen mittels der Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitgestellt wird, wodurch die Aufgabe zum Minimieren der Beeinträchtigung der Reichweite des Fahrzeugs beim Versorgen des Klimatisierungssystems mit Wärme erfüllt wird.
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Nachfolgend wird der zweite Kühlwasserkreislauf beschrieben.
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In 1 sind die erste Kühlwasserpumpe 101, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104, der Kondensator 102, das einstellbare Ventil 106, der Kühler 105, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 und der Warmluftkern 103 der Reihe nach in Reihe geschaltet, um den zweiten Kühlwasserkreislauf zu bilden. Unter Antrieb von der ersten Kühlwasserpumpe 101 fließt das Kühlwasser über die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 in den Kondensator 102, so dass die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 von dem in den Kondensator 102 einströmenden Kühlwasser aufgenommen wird, wobei das wärmeaufnehmende Kühlwasser der Reihe nach das einstellbare Ventil 106 und den Kühler 105 durchströmt, der das wärmeaufnehmende Kühlwasser abkühlt, wobei das abgekühlte Kühlwasser nach Einströmen in die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 sowie die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 in den Warmluftkern 103 gelangt, um dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitzustellen.
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In 2 sind die erste Kühlwasserpumpe 101, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104, der Kondensator 102, die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061, die Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061, der Kühler 105, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 und der Warmluftkern 103 der Reihe nach in Reihe geschaltet, um den zweiten Kühlwasserkreislauf zu bilden. Unter Antrieb von der ersten Kühlwasserpumpe 101 fließt das Kühlwasser über die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 in den Kondensator 102, so dass die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 von dem in den Kondensator 102 einströmenden Kühlwasser aufgenommen wird, wobei das wärmeaufnehmende Kühlwasser der Reihe nach die Öffnung C des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061, die Öffnung B des einstellbaren Drei-Wege-Ventils 1061 und den Kühler 105 durchströmt, der das wärmeaufnehmende Kühlwasser abkühlt, wobei das abgekühlte Kühlwasser nach Einströmen in die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 sowie die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 in den Warmluftkern 103 gelangt, um dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitzustellen.
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In 3 sind die erste Kühlwasserpumpe 101, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104, der Kondensator 102, das zweite einstellbare Ein-Weg-Ventil 1063, der Kühler 105, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 und der Warmluftkern 103 der Reihe nach in Reihe geschaltet, um den zweiten Kühlwasserkreislauf zu bilden. Unter Antrieb von der ersten Kühlwasserpumpe 101 fließt das Kühlwasser über die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 in den Kondensator 102, so dass die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 von dem in den Kondensator 102 einströmenden Kühlwasser aufgenommen wird, wobei das wärmeaufnehmende Kühlwasser der Reihe nach das zweite einstellbare Ein-Weg-Ventil 1063 und den Kühler 105 durchströmt, der das wärmeaufnehmende Kühlwasser abkühlt, wobei das abgekühlte Kühlwasser nach Einströmen in die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 sowie die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 in den Warmluftkern 103 gelangt, um dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitzustellen.
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In dem zweiten Kühlwasserkreislauf muss das PTC-Heizgerät ebenfalls nicht in Betrieb gesetzt werden, wobei stattdessen die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 in zwei Teile unterteilt und ein Teil der Wärme von dem Kühler 105 abgeführt wird, während der andere Teil der Wärme dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitstellt, wodurch die Aufgabe zum Minimieren der Beeinträchtigung der Reichweite des Fahrzeugs beim Versorgen des Klimatisierungssystems mit Wärme erfüllt wird.
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Somit kann mit dem Kühlsystem nach dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator völlig ausgenutzt und mittels sämtlicher oder teilweiser Wärme des Kältemittels in dem Kondensator dem Warmluftkern eine Wärmequelle bereitgestellt werden. Das PTC-Heizgerät muss nicht in Betrieb gesetzt werden, wodurch die Aufgabe zum Minimieren der Beeinträchtigung der Reichweite des Fahrzeugs beim Versorgen des Klimatisierungssystems mit Wärme erfüllt wird.
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Optional ist vorgesehen, dass das Kühlsystem 100 neben der ersten Kühlwasserpumpe 101, dem Kondensator 102, dem Warmluftkern 103, dem Vier-Wege-Ventil 104, dem Kühler 105 sowie dem einstellbaren Ventil 106 ferner einen Verdichter 107 und einen Verdampfer 108 umfasst, wie aus 1 bis 3 zu entnehmen ist, wobei der Verdichter 107, der Verdampfer 108 und der Kondensator 102 der Reihe nach in Reihe geschaltet sind, um einen Kältemittelkreislauf zu bilden. In 1 bis 3 ist der Kältemittelkreislauf mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Der Verdichter 107 saugt gasförmiges Kältemittel aus dem Verdampfer 108 an und treibt das gasförmige Kältemittel zum Einströmen in den Kondensator 102 an, in dem das gasförmige Kältemittel durch die Einwirkung des Kühlwassers in flüssiges Kältemittel kondensiert wird, wobei das flüssige Kältemittel wieder in den Verdampfer 108 eintritt, das die Wärme der Luft an dem Verdampfer 108 aufnimmt und in gasförmiges Kältemittel verdampft, um ein Absaugen gasförmigen Kältemittels aus dem Verdampfer 108 durch den Verdichter 107 zu erleichtern.
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In dem Verdampfer 108 nimmt flüssiges Kältemittel die Wärme der Luft an dem Verdampfer 108 auf und durch Verdampfen wird gasförmiges Kältemittel gebildet, womit die Luft an dem Verdampfer 108 abgekühlt und somit eine Kühlungsfunktion ermöglicht wird, wobei nach Eintreten des gasförmigen Kältemittels in den Kondensator 102 die Wärme des gasförmigen Kältemittels von dem Kühlwasser aufgenommen wird und das wärmeaufnehmende Kühlwasser den ersten Kühlwasserkreislauf oder den zweiten Kühlwasserkreislauf durchströmt, so dass schließlich die Wärme des gasförmigen Kältemittels als eine Wärmequelle des Warmluftkerns 103 verwendet und eine Heizungsfunktion verwirklicht wird.
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Da das Kühlsystem 100, das den Verdichter 107 und den Verdampfer 108 umfasst, sowohl zur Kühlung als auch zur Heizung dienen kann, kann es dem Fahrer und Mitfahrer eine angenehme Innentemperatur des Fahrzeugs bereitgestellt werden, womit die Verwendungserfahrung für Fahrer und Mitfahrer verbessert wird.
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Optional ist vorgesehen, dass das Kühlsystem 100 neben der ersten Kühlwasserpumpe 101, dem Kondensator 102, dem Warmluftkern 103, dem Vier-Wege-Ventil 104, dem Kühler 105, dem einstellbaren Ventil 106, dem Verdichter 107 und dem Verdampfer 108 ferner ein PTC-Heizgerät 109 umfasst, das zwischen der Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und der ersten Kühlwasserpumpe 101 zwischengeschaltet ist, wie sich aus 1 bis 3 ergibt.
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Angesichts einer hohen Nachfrage des Fahrers und Mitfahrers nach Warmluft in manchen Fällen könnte die Verwendung der Wärme gasförmigen Kältemittels in dem Kondensator 102 als Wärmequelle des Warmluftkerns 103 wahrscheinlich nicht ausreichen, in welchem Fall eine Hilfswärmequelle benötigt wird. Zudem könnte auch eine Störung an dem Kondensator 102 auftreten, in welchem Fall dem Fahrer und Mitfahrer keine Warmluft bereitgestellt werden kann und eine Reservewärmequelle benötigt wird. Dazu kann ein PTC-Heizgerät als Hilfswärmequelle oder Reservewärmequelle verwendet werden, welches PTC-Heizgerät 109 zwischen der Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 und der ersten Kühlwasserpumpe 101 zwischengeschaltet ist.
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Bei störungsfreiem Betrieb des Kondensators 102 kann das PTC-Heizgerät 109 gleichzeitig mit dem Kondensator 102 arbeiten, um die dem Warmluftkern 103 bereitgestellte Wärme zu erhöhen, so dass die Wärme, die von dem Kühlsystem 100 dem Warmluftkern 103 bereitgestellt wird, nicht auf die Wärme des gasförmigen Kältemittels in dem Kondensator 102 beschränkt wird, was für ein Anwendungsszenario mit einer hohen Nachfrage des Fahrers und Mitfahrers nach Warmluft gilt.
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Bei einer Störung an dem Kondensator 102 kann das PTC-Heizgerät 109 als Wärmequelle des Warmluftkerns 103 arbeiten, wodurch der Fall, in dem infolge einer Störung an dem Kondensator 102 dem Fahrer und Mitfahrer keine Warmluft bereitgestellt werden kann, vermieden und somit die Verwendungserfahrung für Fahrer und Mitfahrer verbessert wird.
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Beim Umschalten des Vier-Wege-Ventils 104 in den dritten Betriebsmodus kann das Kühlwasser in dem Kühlsystem 100 entlang zweier Kühlwasserkreisläufe, also des dritten Kühlwasserkreislaufs und des vierten Kühlwasserkreislaufs fließen, wie sich aus 4 bis 6 ergibt. In 4 bis 6 ist die Umlaufrichtung des Kühlwassers in dem dritten Kühlwasserkreislauf mit gestrichelten Pfeilen und die Umlaufrichtung des Kühlwassers in dem vierten Kühlwasserkreislauf mit durchgehenden Pfeilen dargestellt.
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Es wird optional auf 4 hingewiesen, die ein Kühlsystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer anderen schematischen Darstellung zeigt. Optional ist vorgesehen, dass das Kühlsystem 100 neben der ersten Kühlwasserpumpe 101, dem Kondensator 102, dem Warmluftkern 103, dem Vier-Wege-Ventil 104, dem Kühler 105, dem einstellbaren Ventil 106, dem Verdichter 107, dem Verdampfer 108 und dem PTC-Heizgerät 109 ferner eine zweite Kühlwasserpumpe 1010 umfasst, die zwischen dem Kühler 105 und der Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 zwischengeschaltet ist, wie aus 4 zu entnehmen ist.
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Es wird auf 5 hingewiesen, die ein Kühlsystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer anderen schematischen Darstellung zeigt. Wie aus 5 zu entnehmen ist, kann auf der Grundlage der 4 es sich bei dem einstellbaren Ventil 106 um ein einstellbares Drei-Wege-Ventil 1061 handeln, das auf den oben beschriebenen vierten Betriebsmodus umgeschaltet ist. Es wird auf 6 hingewiesen, die ein Kühlsystem nach einem beispielhaften Ausführungsbeispiel in einer schematischen Darstellung zeigt. Wie aus 6 zu entnehmen ist, kann es sich auf der Grundlage der 4 bei dem einstellbaren Ventil 106 ebenfalls um das zweite einstellbare Ein-Weg-Ventil 1063 handeln.
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Zunächst wird der dritte Kühlwasserkreislauf beschrieben.
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Die erste Kühlwasserpumpe 101, das PTC-Heizgerät 109, die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils, die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 und der Warmluftkern 103 sind der Reihe nach in Reihe geschaltet, um den dritten Kühlwasserkreislauf zu bilden. Unter Antrieb von der ersten Kühlwasserpumpe 101 fließt das Kühlwasser in das PTC-Heizgerät 109, das zur Wärmeerzeugung arbeitet und somit das in das PTC-Heizgerät 109 einströmende Kühlwasser erwärmt, wobei das erwärmte Kühlwasser über die Öffnung D des Vier-Wege-Ventils 104 sowie die Öffnung A des Vier-Wege-Ventils 104 in den Warmluftkern 103 gelangt, um dem Warmluftkern 103 eine Wärmequelle bereitzustellen.
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Wie aus der Beschreibung des ersten Kühlwasserkreislaufs zu entnehmen ist, arbeitet der Kondensator 102 bei in dem ersten Betriebsmodus befindlichem Vier-Wege-Ventil 104 als Wärmequelle des Warmluftkerns 103, während bei in dem zweiten Betriebsmodus befindlichem Vier-Wege-Ventil 104 das PTC-Heizgerät 109 als Wärmequelle des Warmluftkerns 103 arbeitet. Somit arbeitet eine entsprechende Komponente bei irgendeinem Modus des Vier-Wege-Ventils 104 als Wärmequelle des Warmluftkerns 103, wodurch der Fall, in dem infolge einer Umschaltung des Betriebsmodus des Vier-Wege-Ventils 104 dem Fahrer und Mitfahrer keine Warmluft bereitgestellt werden kann, vermieden und somit die Verwendungserfahrung für Fahrer und Mitfahrer verbessert wird.
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Nachfolgend wird der vierte Kühlwasserkreislauf beschrieben.
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Die zweite Kühlwasserpumpe 1010, die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104, die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104, der Kondensator 102, das einstellbare Ventil 106 und der Kühler 105 sind der Reihe nach in Reihe geschaltet, um den vierten Kühlwasserkreislauf zu bilden. Unter Antrieb von der zweiten Kühlwasserpumpe 1010 fließt das Kühlwasser über die Öffnung B des Vier-Wege-Ventils 104 und die Öffnung C des Vier-Wege-Ventils 104 in den Kondensator 102, so dass die Wärme des Kältemittels in dem Kondensator 102 von dem in den Kondensator 102 einströmenden Kühlwasser aufgenommen wird, wobei das wärmeaufnehmende Kühlwasser der Reihe nach das einstellbare Ventil 106 und den Kühler 105 durchströmt, der das wärmeaufnehmende Kühlwasser abkühlt, wobei das abgekühlte Kühlwasser wieder in die zweite Kühlwasserpumpe 1010 zurückströmt.
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Auf der Grundlage der vorstehenden Ausführungsbeispiele umfasst das Kühlsystem zum Verbessern der Kühlwirkung des Kühlers 105 ferner ein Kühlgebläse 1011, das neben dem Kühler 105 angeordnet ist, wie sich aus 1 bis 6 ergibt.
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Im Rahmen derselben Grundidee der Erfindung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ferner ein Fahrzeug bereit. Das Fahrzeug umfasst eine Karosserie, an der ein Kühlsystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
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Bisher wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen ausführlich erläutert, wobei jedoch die konkreten Einzelheiten der vorstehenden Ausführungsformen die Erfindung keineswegs einschränken und im Rahmen der technischen Ideen der Erfindung verschiedene einfache Varianten an den erfindungsgemäßen Ausgestaltungen möglich sind, welche einfachen Varianten von dem Schutzumfang der Erfindung umfasst sind.
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Zudem ist darauf hinzuweisen, dass sich die einzelnen Merkmale, die in den vorstehenden konkreten Ausführungsformen beschrieben werden, auf angemessene Weise miteinander kombinieren lassen, soweit kein Widerspruch vorliegt, wobei zum Vermeiden unnötiger Wiederholung auf eine separate Beschreibung verschiedener möglicher Kombinationen verzichtet wird.
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Darüber hinaus lassen sich auch verschiedene Ausführungsformen der Erfindung miteinander kombinieren, soweit kein Widerspruch gegen die Ideen der Erfindung vorliegt, wobei solche Kombinationen ebenfalls als offenbarte Inhalte der Erfindung betrachtet werden sollen.
