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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Schleife für die Zirkulation eines Kühlfluids zur Aufbereitung der Luft aus dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs. Die erfindungsgemäße Schleife kann einen Klimatisierungsbetrieb und/oder einen Heizbetrieb und/oder einen Entfeuchtungsbetrieb und/oder einen Wärmerückgewinnungsbetrieb gewährleisten.
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Stand der Technik
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Auf dem Markt gibt es verschiedene Fahrzeugtypen, etwa Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, bei denen es sich um die herkömmlichen Fahrzeuge handelt, Hybridfahrzeuge, die sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor umfassen, und Elektrofahrzeuge. Die meisten Fahrzeuge besitzen ein Luftaufbereitungssystem zum Belüften, Klimatisieren, Heizen und Entfeuchten der Luft aus dem Fahrgastraum. Das System zur Aufbereitung der Luft aus dem Fahrgastraum ist ein Posten, der in einem Fahrzeug eine große Energiemenge verbraucht, wobei seine Energieleistung die Gesamtleistung des Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, bei dem die Stromspeicherkapazität der Batterie oft begrenzt ist, direkt beeinflusst.
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Die Patentanmeldung
JP 2005098660 beschreibt ein Klimagerät vom Typ Wärmepumpe mit einem inneren Wärmetauscher und einem äußeren Wärmetauscher für die Aufbereitung der Luft aus dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs. Gemäß diesem Dokument strömt im Klimatisierungsmodus das Kältemittel am Ausgang des Verdichters zunächst durch den inneren Wärmetauscher und dann durch den äußeren Wärmetauscher. Bei dieser Ausführung wird der innere Wärmetauscher dazu verwendet, das Kältemittel vorzukühlen, wobei die Temperatur des Fluids am Ausgang des Verdichters im Klimatisierungsmodus im Allgemeinen mehr als 120°C, genauer gesagt 130°C für ein chemisches Fluid vom Typ R 1234yf und 165°C für ein natürliches Fluid vom Typ R744 erreichen kann. Es besteht somit die Gefahr einer Abnutzung der Kunststoffmaterialien, die im Fahrzeug in der Nähe der Schleife vorhanden sind.
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Die Patentanmeldung
WO16017939A1 beschreibt eine Schleife mit Wärmepumpe für ein Kraftfahrzeug, die eine Klimatisierungs- und Heizfunktion erfüllt. Bei diesem Dokument wird im Klimatisierungsmodus das Kältemittel am Ausgang des Verdichters von einem Wasserwärmetauscher und dann im inneren Wärmetauscher vorgekühlt. Mit dieser Schleife kann die Energieleistung bei der Klimatisierungsfunktion verbessert und die Temperatur des in den inneren Wärmetauscher eintretenden Kältemittels auf einen vernünftigen Wert begrenzt werden. Im Heizmodus ist es jedoch mit dem Wasserwärmetauscher nicht möglich, Wärme aus der Außenluft zurückzugewinnen und diese in die Schleife zu bringen. Die Energieleistung im Heizmodus der Schleife ist somit nicht optimiert.
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Um zumindest eines der oben genannten technischen Probleme zu beseitigen, zielt die vorliegende Erfindung auf eine Schleife für die Zirkulation eines Kühlfluids ab, die einerseits einen Klimatisierungsbetrieb und/oder einen Heizbetrieb und/oder einen Entfeuchtungsbetrieb und/oder einen Wärmerückgewinnungsbetrieb gewährleisten und andererseits die Temperatur des Kühlfluids auf einen vernünftigen Wert begrenzen kann, um die Gefahr einer Abnutzung der Kunststoffmaterialien zu reduzieren.
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Darlegung der Erfindung
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Dazu ist der Gegenstand der Erfindung eine Schleife für die Zirkulation eines Kühlfluids zur Aufbereitung der Luft aus dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs. Die Schleife kann einen Betriebsmodus zur Klimatisierung und/oder zum Heizen und/oder zum Entfeuchten und/oder zur Wärmerückgewinnung gewährleisten und weist mindestens eines der folgenden Elemente auf, die über Leitungen miteinander verbunden sind:
- - einen Verdichter, der das Kühlfluid verdichten und zurückzudrängen kann, um es in der Schleife in Umlauf zu bringen;
- - einen äußeren Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlfluid und der Luft außerhalb des Fahrzeugs austauschen kann;
- - mindestens zwei innere Wärmetauscher, wobei ein erster innerer Wärmetauscher Wärme zwischen dem Kühlfluid einerseits und Frischluft, die in den Fahrgastraum einzublasen ist, und/oder wiederverwerteter Luft aus dem Fahrgastraum, andererseits, austauschen kann;
- - Stellglieder, die den Durchsatz des Fluids und/oder die Zirkulationsrichtung des Fluids in der Schleife steuern können;
dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife dazu ausgelegt ist, so betrieben zu werden, dass im Klimatisierungsmodus das von dem Verdichter zurückgedrängte Fluid zunächst im äußeren Wärmetauscher und dann zumindest in einem zweiten inneren Wärmetauscher durch Wärmeaustausch mit mindestens einer kalten Quelle gekühlt wird.
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Die erfindungsgemäße Schleife bietet somit einen neuen hydraulischen Aufbau, mit dem es im Klimatisierungsbetriebsmodus möglich ist, das Fluid in zwei Etappen zu kühlen: das Fluid wird zunächst über den äußeren Wärmetauscher einer ersten Kühlung ausgesetzt, um eine zu hohe Temperatur des Fluids in dem mindestens einen zweiten inneren Wärmetauscher zu verhindern; das Fluid wird anschließend über den mindestens einen zweiten inneren Wärmetauscher einer zweiten Kühlung ausgesetzt. Das Risiko einer Abnutzung der Kunststoffmaterialien, die im Fahrzeug in der Nähe der Schleife vorhanden sind, wird somit reduziert und sogar eliminiert und die Energieleistung der Schleife im Klimatisierungsmodus verbessert.
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Gemäß weiteren möglichen Merkmalen, die einzeln oder in Kombination herangezogen werden:
- - weist die Schleife einen Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauscher auf, der Wärme mit dem Fluid austauschen kann, das in zwei Leitungen mit zwei unterschiedlichen Enthalpien zirkuliert.
- - die Schleife ist so ausgelegt, dass im Klimatisierungsmodus die mindestens eine kalte Quelle aus Luft, die aus dem Fahrgastraum austritt, wiederverwerteter Luft aus dem Fahrgastraum, einem Gemisch aus Luft, die aus dem Fahrgastraum austritt, und wiederverwerteter Luft aus dem Fahrgastraum und einer Batterie ausgewählt ist. Das Fluid wird somit von dieser kalten Quelle weiter gekühlt (zusätzliche Kühlung). Es ist anzumerken, dass im Allgemeinen die Besonderheit der kalten Quelle darin besteht, bei einer Temperatur zu sein, die niedriger ist als die Temperatur der Luft außerhalb der Schleife, und insbesondere außerhalb des Fahrzeugs, in dem die Schleife integriert ist.
- - die Schleife ist so ausgelegt, dass im Klimatisierungsmodus die mindestens eine kalte Quelle ein Gemisch ist aus Luft außerhalb des Fahrzeugs und Luft, die aus dem Fahrgastraum austritt. Wenn der Durchsatz der aus dem Fahrgastraum austretenden Luft zum Kühlen des Fluids über den zweiten inneren Wärmetauscher nicht ausreicht, ist es erforderlich, die Außenluft und die aus dem Fahrgastraum austretende Luft zu mischen, um das Fluid in dem zweiten inneren Wärmetauscher in zufriedenstellender Weise zu kühlen.
- - die Schleife ist so ausgelegt, dass im Heizmodus die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft und/oder die wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum nacheinander zumindest den ersten inneren Wärmetauscher und den zweiten inneren Wärmetauscher durchströmt. Die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft und/oder die wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum wird nacheinander von dem ersten inneren Wärmetauscher, wenn sie nicht entfeuchtet werden muss, und dann von dem zweiten inneren Wärmetauscher erwärmt.
- - die Schleife ist so ausgelegt, dass im Entfeuchtungsmodus, während des Klimatisierungsmodus oder Heizmodus, die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft und/oder die in den Fahrgastraum des Fahrzeugs einzublasende wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum nacheinander zumindest den ersten inneren Wärmetauscher und den zweiten inneren Wärmetauscher durchströmt. Bei diesem Betriebsmodus dient der erste innere Wärmetauscher dazu, die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft und/oder die wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum unter die Tautemperatur zu kühlen, um die Luft zu entfeuchten, und der zweite innere Wärmetauscher dient dazu, die entfeuchtete Luft zu erwärmen.
- - die Stellglieder umfassen zumindest einige der nachfolgenden Organe: Zweiwegeventile, lineare Zweiwegeventile, Druckminderungsorgane, Rückschlagventilelemente. Zumindest einige der verschiedenen oben genannten Stellglieder ermöglichen es, die verschiedenen Betriebsmodi der erfindungsgemäßen Schleife zu gewährleisten. Es ist alternativ möglich, andere Organe als die oben genannten Organe, die jedoch ähnliche Funktionen haben, zu verwenden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Stellglieder in der Schleife drei Zweiwegeventile und ein lineares Zweiwegeventil.
- - die Schleife weist in Zirkulationsrichtung des Fluids stromaufwärts des Ansaugpunktes des Verdichters einen Speicher auf. Der Speicher dient zum einen als Fluidspeichermittel und zum anderen als Trennmittel eines möglichen Gemischs des Kühlfluids in der Flüssigphase und in der Gasphase, bevor es in den Verdichter gesaugt wird, so dass ein besserer Betrieb des Verdichters aufrechterhalten wird.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, das die Schleife für die Zirkulation eines Kühlfluids zur Aufbereitung der Luft aus dem Fahrgastraum aufweist. Die Schleife wird vorzugsweise bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug eingesetzt, bei dem der Verbrennungsmotor nicht vorhanden ist oder eine verringerte Leistung hat.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel angegeben und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist. Darin zeigen:
- - 1 eine schematische Ansicht eines Aufbaus einer Schleife für die Zirkulation eines Kühlfluids gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- - 2 einen Klimatisierungsbetriebsmodus der Schleife aus 1;
- - 3 einen Heizbetriebsmodus oder einen Entfeuchtungsbetriebsmodus während des Betriebs der Schleife aus 1 im Heizmodus;
- - 4 einen Entfeuchtungsbetriebsmodus während des Betriebs der Schleife aus 1 im Klimatisierungsmodus;
- - 5 einen Wärmerückgewinnungsbetriebsmodus der Schleife aus 1.
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In der vorliegenden Beschreibung ist unter einem Rückschlagventilelement eine Vorrichtung zu verstehen, die auf einer Leitung angebracht ist und mit der es möglich ist, die Zirkulationsrichtung eines beliebigen Fluids zu steuern. Das Fluid kann in der Leitung in einer Richtung zirkulieren, der Fluidstrom ist jedoch in umgekehrter Richtung blockiert. Das Fluid kann jedoch auch daran gehindert werden, in der normalen Zirkulationsrichtung zu zirkulieren, wenn der Druck stromabwärts höher ist als der Druck stromaufwärts des Rückschlagventilelements. Somit kann ein Rückschlagventilelement auch dazu verwenden werden, den Fluiddurchsatz anzuhalten oder zu verändern. Der stromaufwärtige und der stromabwärtige Teil werden als zwei relative Stellungen in Bezug auf die normale Zirkulationsrichtung des Fluids im Rückschlagventilelement verstanden.
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In der vorliegenden Beschreibung ist unter einem Ventil eine Vorrichtung zu verstehen, die dazu vorgesehen ist, den Durchsatz eines Fluids in einer geschlossenen Umgebung einer Schleife zu steuern, anzuhalten oder zu verändern. Ein Ventil kann zwei Wege oder mehr als zwei Wege umfassen. Ein Dreiwegeventil ist dem Betrieb von zwei Zweiwegeventilen zugeordnet. In der Erfindung bezeichnet ein Ventil vorzugsweise ein Zweiwegeventil, wobei der Fachmann allein aufgrund seiner Kenntnisse einfach zwei Zweiwegeventile durch ein Dreiwegeventil oder umgekehrt ersetzen kann. Ein Zweiwegeventil hat eine ON/OFF- (Ein/Aus-) Funktionsweise, die einer offenen bzw. geschlossenen Stellung entspricht. Eine besondere Art von Zweiwegeventil ist ein lineares Zweiwegeventil, bei dem das Öffnen von 0 % bis zu 100 % gesteuert werden kann. Bei den bei der Erfindung verwendeten Ventilen handelt es sich standardmäßig um elektromechanische Ventile, die ferngesteuert werden können.
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In der vorliegenden Beschreibung ist unter Druckminderungsorgan eine Vorrichtung zur Reduzierung des Drucks in einem Wärmepumpenkreislauf zu verstehen. Das Kühlfluid verdunstet teilweise in dem Druckminderungsorgan, um den Druck und die Temperatur zu senken. Das Druckminderungsorgan ist aus den nachfolgenden Vorrichtungen ausgewählt: thermostatischer oder elektronischer Druckminderer, Öffnung oder feste Öffnung. Ein Druckminderungsorgan kann auch dazu verwendet werden, den Durchsatz eines Fluids zu steuern, anzuhalten oder zu modifizieren. Es wird dann als dicht bezeichnet. Ein Druckminderungsorgan kann die drei folgenden Betriebsmodi haben: offen, geschlossen und gesteuert. Der Modus „offen“ gestattet das Durchströmen des Fluids ohne jegliche Steuerung mit minimalem Druckverlust, der Modus „geschlossen“ ermöglicht es, das Durchströmen des Fluids vollständig zu blockieren, und der Modus „gesteuert“ ermöglicht die Steuerung des Durchsatzes, der durchströmen darf.
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Wie in 1 schematisch gezeigt, umfasst eine Schleife 1 für die Zirkulation eines Kühlfluids 7 zur Aufbereitung der Luft aus dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs entsprechend einem bevorzugten Ausführungsaufbau zumindest einen Verdichter 2, einen Speicher 8 stromaufwärts des Ansaugpunktes des Verdichters, einen äußeren Wärmetauscher 3, einen ersten inneren Wärmetauscher 4, einen zweiten inneren Wärmetauscher 5 und z.B. einen Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauscher 6. Bei dem Wärmetaucher 6 handelt es sich um einen Tauscher, in dem lediglich das Kühlfluid zirkuliert. Der Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauscher weist eine Hochdruckseite und eine Niederdruckseite auf.
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Die Schleife 1 ist ein geschlossener Kreislauf, in dem ein Kühlfluid 7 zirkuliert. Bei dem Kühlfluid 7 handelt es sich beispielsweise um ein natürliches Fluid, wie etwa Kohlendioxid, das mit R-744 bezeichnet wird. Als Variante handelt es sich bei dem Kühlfluid 7 auch um ein chemisches Fluid, wie etwa ein fluoriertes Kühlfluid, das mit R-134a bezeichnet wird, oder um ein nicht-fluoriertes Kühlfluid, das mit R-1234yf bezeichnet wird.
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Die Schleife weist auch Zirkulationsstellglieder zur Steuerung des Betriebs der Schleife auf, beispielsweise zwei Rückschlagventilelemente CV1 und CV2, Ventile, beispielsweise vier, vorzugsweise drei Zweiwegeventile und ein lineares Zweiwegeventil V1, V2, V3 und VL1, und beispielsweise zwei Druckminderungsorgane D1 und D2.
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Die oben genannten Komponenten sind über Leitungen l1, l2, l3, ..., l18 miteinander verbunden. Eine Leitung ist als gesamte Rohranlage zu verstehen, mit der eine hydraulische Verbindung zwischen zwei der oben genannten Komponenten hergestellt werden kann. Eine Leitung kann unterschiedliche Durchmesser der Rohre haben und Biegungen aufweisen.
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Wie in 1 gezeigt, sind der erste innere Wärmetauscher 4 und der zweite innere Wärmetauscher 5 in einem Luftströmungsdurchgang 9 angeordnet, der durch eine oder mehrere Wände 100 begrenzt ist, die in Abhängigkeit von dem verfügbaren Raum, der für das Luftaufbereitungssystem vorgesehen ist, gebogen und/oder eben sind. Der Strömungsdurchgang weist innen mindestens drei Klappen 10, 11 und 12 auf, um den Luftströmungsweg entsprechend den unterschiedlichen Betriebsmodi der Schleife 1 zu verändern, wobei jede Klappe mindestens zwei Anordnungsstellungen einnehmen kann, die mit 10' und 10", 11' und 11" bzw. 12' und 12" bezeichnet werden. Der Luftströmungsdurchgang 9 weist auch mindestens vier Luftöffnungen 101, 102, 103 und 104 auf, durch die die Luft aus dem Fahrgastraum des Fahrzeugs, in dem die Schleife 1 integriert ist, erneuert und/oder wiederverwertet wird.
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Der Luftströmungsdurchgang 9 wird in der vorliegenden Erfindung nicht ausführlich beschrieben. Er ist nur sehr schematisch gezeigt, um die Beschreibung der Erfindung zu vereinfachen.
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Bezüglich des Anschlusses der Schleife 1 mündet der Ausgang des Verdichters 2 in zwei Zweige, wobei einer über die Leitung l1 mit dem linearen Zweiwegeventil VL1 und der andere über die Leitung l15 mit dem Zweiwegeventil V3 verbunden ist. Der Ausgang des linearen Zweiwegeventils VL1 mündet in zwei Zweige, wobei einer über die Leitung l2 mit dem Eingang des zweiten inneren Wärmetauschers 5 und der andere über die Leitung l14 mit dem stromabwärtigen teil des Rückschlagventilelements CV2 verbunden ist. Der Ausgang des zweiten inneren Wärmetauschers 5 ist über die Leitung l3 mit der Hochdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers verbunden, die über die Leitung l4 mit dem Eingang des Druckminderungsorgans D1 verbunden ist. Der Ausgang des Druckminderungsorgans D1 ist über die Leitung l5 mit dem Eingang des ersten inneren Wärmetauschers 4 verbunden. Der Ausgang des ersten Wärmetauschers 4 mündet in zwei Zweige, wobei einer über die Leitung l6 mit dem Ventil V2 und der andere über die Leitung l7 mit dem Eingang des Druckminderungsorgans D2 verbunden ist. Das Ventil V2 ist über die Leitung l8 mit dem Speicher 8 verbunden, der seinerseits über die Leitung l9 mit der Niederdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers 6 verbunden ist. Der Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauscher 6 ist seinerseits über die Leitung l10 mit dem Ansaugpunkt des Verdichters 2 verbunden. Der Ausgang des Druckminderungsorgans D2 ist über die Leitung l11 mit dem stromaufwärtigen Teil des Rückschlagventilelements CV1 verbunden. Der stromabwärtige Teil des Rückschlagventilelements CV1 mündet in zwei Zweige, wobei einer über die Leitung l12 mit dem Eingang des äußeren Wärmetauschers 3 und der andere über die Leitung l13 mit dem stromaufwärtigen Teil des Rückschlagventilelements CV2 verbunden ist. Der Ausgang des äußeren Wärmetauschers 3 mündet in zwei Zweige, wobei einer über die Leitung l16 mit dem Ventil V3 und der andere über die Leitung l17 mit dem Ventil V1 verbunden ist, das seinerseits über die Leitung l18 mit dem Speicher 8 verbunden ist.
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Bei der eben beschriebenen Schleife 1 werden Komponenten verwendet, die es ermöglichen, in einer ersten Ausführungsform die verschiedenen Betriebsmodi zu realisieren. Es können weitere Komponenten in der Schleife 1 hinzugefügt und/oder verändert werden, die dann weitere Ausführungsformen darstellen.
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Die verschiedenen Betriebsmodi der Erfindung werden anhand der Beschreibung der 2 bis 5 besser verstanden. Der aktive Teil des Kreislaufs der Schleife ist mit durchgezogenen Linien mit Pfeilen gezeigt, die die Zirkulationsrichtung des Fluids angeben, und der inaktive Teil des Kreislaufs ist durch gestrichelte Linien gezeigt.
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2 veranschaulicht den Klimatisierungsbetriebsmodus der in 1 gezeigten Schleife.
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Bei diesem Betriebsmodus ist das Ventil V1 geschlossen, die Ventile V2 und V3 sind offen, das lineare Ventil VL1 ist vollständig geschlossen, das Druckminderungsorgan D1 befindet sich im Modus „gesteuert“, und das Druckminderungsorgan D2 befindet sich im Modus „geschlossen“.
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Im Klimatisierungsbetriebsmodus strömt somit das aus dem Verdichter 2 austretende Kühlfluid 7 zunächst in den äußeren Wärmetauscher 3 und durchströmt dabei das Ventil V3 und strömt dann in den zweiten inneren Wärmetauscher 5 und durchströmt dabei das Rückschlagventilelement CV2. Am Ausgang des zweiten inneren Wärmetauschers 5 strömt das Fluid auf der Hochdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers und dann in den ersten inneren Wärmetauscher 3 durch die Steuerung des Durchlasses durch das Druckminderungsorgan D1. Das aus dem ersten Wärmetauscher 4 austretende Fluid strömt über den Eingang des Speichers 8 und durchströmt dabei das Ventil V2. Das aus dem Speicher 8 austretende Fluid strömt auf der Niederdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers, bevor es zum Ansaugpunkt des Verdichters 2 gelangt.
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Im Klimatisierungsbetriebsmodus ist die Schleife 1 dazu ausgelegt, so betrieben zu werden, dass das von dem Verdichter 2 zurückgedrängte Fluid 7 zunächst im äußeren Wärmetauscher 3 von der Außenluft gekühlt wird (erste Kühlung) und dann zumindest in einem zweiten inneren Wärmetauscher 5 durch den Wärmeaustausch mit mindestens einer kalten Quelle gekühlt wird (zweite Kühlung), wobei es sich hier um die im dem Durchgang 9 zirkulierende Luft handelt. Die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft strömt durch die Öffnung 102 und dann durch den ersten inneren Wärmetauscher 4, um vor dem Eintritt in den Fahrgastraum über die Öffnung 103 gekühlt zu werden.
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Das Kühlfluid 7 strömt durch den zweiten Wärmetauscher 5, um von einer im Durchgang 9 vorhandenen kalten Quelle weiter gekühlt zu werden. Bei dieser kalten Quelle kann es sich um die aus dem Fahrgastraum austretende Luft oder um Luft außerhalb des Fahrzeugs oder um ein Gemisch aus den beiden vorgenannten Lufttypen handeln. Im Klimatisierungsmodus tritt die Luft, die die kalte Quelle bildet, über die Öffnung 101 ein und über die Öffnung 104 aus.
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Gemäß einer nicht gezeigten Variante umfasst der zweite innere Wärmetauscher 5, der einen Wärmeaustausch mit einer kalten Quelle gewährleistet, einen Kältemittel-Wasser-Wärmetauscher und einen Luft-Wasser-Wärmetauscher. Bei dieser Art indirekter Schleife ist die kalte Quelle auf Wasser.
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3 veranschaulicht einen Heizbetriebsmodus oder einen Entfeuchtungsbetriebsmodus während des Heizbetriebsmodus der Schleife aus 1.
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Bei diesem Betriebsmodus ist das Ventil V1 offen, die Ventile V2 und V3 sind geschlossen, das lineare Ventil VL1 ist vollständig offen, die Druckminderungsorgane D1 und D2 befinden sich beide im Modus „gesteuert“.
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Im Heizbetriebsmodus oder im Entfeuchtungsbetriebsmodus während des Heizens strömt somit das aus dem Verdichter 2 austretende Kühlfluid 7 in den zweiten inneren Wärmetauscher 5 und durchströmt dabei das lineare Ventil VL1 und strömt dann auf der Hochdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers, bevor es zum Eingang des Druckminderungsorgans D1 gelangt. Unter der Steuerung des Druckminderungsorgans D1 strömt das Fluid in den ersten inneren Wärmetauscher 4, bevor es zu dem Druckminderungsorgan D2 gelangt, das den Fluiddurchsatz steuert, der in den äußeren Wärmetauscher 3 strömen soll, indem es das Rückschlagventilelement CV1 durchströmt. Das aus dem äußeren Wärmetauscher 3 austretende Fluid strömt in den Speicher 8 und durchströmt dabei das Ventil V1, und strömt dann auf der Niederdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers 6, bevor es zum Ansaugpunkt des Verdichters 3 gelangt.
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Im Heizbetriebsmodus oder im Entfeuchtungsmodus während des Heizbetriebsmodus ist dadurch die Schleife 1 so ausgelegt, dass die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft und/oder die wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum nacheinander zumindest durch den ersten inneren Wärmetauscher 4 und durch den zweiten inneren Wärmetauscher 5 strömt.
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4 veranschaulicht einen Entfeuchtungsmodus während des Klimatisierungsbetriebsmodus der Schleife aus 1.
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Bei diesem Betriebsmodus ist das Ventil V1 geschlossen, die Ventile V2 und V3 sind offen, das Druckminderungsorgan D1 befindet sich im Modus „gesteuert“, das Druckminderungsorgan D2 befindet sich im Modus „geschlossen“, und das lineare Ventil VL1 ist teilweise geöffnet.
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Im Entfeuchtungsmodus während des Klimatisierungsbetriebsmodus strömt somit ein erster Teil des aus dem Verdichter 2 austretentenden Kühlfluids 7 in den äußeren Wärmetauscher 3 und durchströmt dabei das Ventil V3, wobei ein zweiter und letzter Teil des Fluids durch das teilweise geöffnete lineare Ventil VL1 strömt. Der erste Teil des aus dem äußeren Wärmetauscher 3 austretenden Fluids strömt durch das Rückschlagventilelement CV2, um zum zweiten Teil des Fluids zu gelangen, wobei die beiden Teile des Fluids dann gemeinsam durch den zweiten inneren Wärmetauscher 5 strömen. Das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher 5 austretende Fluid strömt auf der Hochdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers 6, zum Druckminderungsorgan D1, zum ersten inneren Wärmetauscher 4 und dann zum Zweiwegeventil V2, bevor es zum Speicher 8 gelangt. Das aus dem Speicher 8 austretende Fluid strömt auf der Niederdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers 6, bevor es zum Ansaugpunkt des Verdichters 2 gelangt.
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Im Entfeuchtungsmodus während des Klimatisierungsbetriebsmodus ist die Schleife 1 dazu ausgelegt, so betrieben zu werden, dass das von dem Verdichter 2 zurückgedrängte Fluid 7 von dem äußeren Wärmetauscher 3 teilweise gekühlt wird, indem ein Teil der Wärme beibehalten wird, um die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft und/oder die wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum zu erwärmen, die von dem ersten inneren Wärmetauscher 4 gekühlt wird, um die Luft zu entfeuchten. Somit ist die Schleife 1 dazu ausgelegt, so betrieben zu werden, dass die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft und/oder die wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum nacheinander zumindest durch den ersten inneren Wärmetauscher 4 und durch den zweiten inneren Wärmetauscher 5 strömt.
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5 veranschaulicht einen Wärmerückgewinnungsbetriebsmodus der Schleife aus 1.
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Bei diesem Betriebsmodus sind die Ventile V1 und V3 geschlossen, das Ventil V2 ist offen, das Druckminderungsorgan D1 befindet sich im Modus „gesteuert“, das Druckminderungsorgan D2 befindet sich im Modus „geschlossen“, und das lineare Ventil VL1 ist vollständig offen.
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Im Wärmerückgewinnungsmodus strömt somit das aus dem Verdichter 2 austretende Kühlfluid 7 in den zweiten inneren Wärmetauscher 5 und durchströmt dabei das lineare Ventil VL1. Das aus dem zweiten inneren Wärmetauscher 5 austretende Fluid strömt auf der Hochdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers 6, strömt durch das Druckminderungsorgan D1, den ersten inneren Wärmetaucher 4 und dann durch das Zweiwegeventil V2, bevor es zum Speicher 8 gelangt. Das aus dem Speicher 8 austretende Fluid strömt auf der Niederdruckseite des Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauschers 6, bevor es zum Ansaugpunkt des Verdichters 2 gelangt.
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Im Wärmerückgewinnungsmodus ist die Schleife 1 dazu ausgelegt, so betrieben zu werden, dass die in den Fahrgastraum einzublasende Frischluft und/oder die wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum nacheinander zumindest durch den ersten inneren Wärmetauscher 4 und durch den zweiten inneren Wärmetauscher 5 strömt. In diesem Betriebsmodus strömt die wiederverwertete Luft aus dem Fahrgastraum durch den ersten inneren Wärmetauscher 4, um entfeuchtet zu werden, und dann durch den zweiten inneren Wärmetauscher 5, um erwärmt zu werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005098660 [0003]
- WO 16017939 A1 [0004]
