DE102018201165B3 - Method for operating a refrigerant circuit having a refrigeration system of a vehicle in the refrigeration mode - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislauf (1) eines Fahrzeugs im AC-Betrieb mit einem Chiller-Zweig (2.0), welcher einen stromabwärts eines Chillers (2) nachgeschalteten Druck-Temperatursensor (pT4_V1) aufweist, wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig (3.0), welcher dem Chiller-Zweig (2.0) parallel geschaltet ist, einem Akkumulator (5), einem Kältemittelverdichter (6), einem Kondensator oder Gaskühler (7), wobei der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers (2) mittels einer Regelvorrichtung (8) aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors (pT4_V1) bestimmt wird, und der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers (2) durch Steuern des Öffnungsgrades des dem Chiller (2) zugeordneten Expansionsorgans (AE_V1) mittels der Regelvorrichtung (7) in Abhängigkeit der Messwerte auf wenigstens einen minimalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt wird. Bei einem ersten alternativen erfindungsgemäßen Verfahren ist anstelle des Chillers 2 dem Innenraum-Verdampfer 3 ein Druck-Temperatursensor (pT4_V2) nachgeschaltet, um den Überhitzungsgrad im Innenraum-Verdampfer 3 zu überwachen und auf einen wenigstens einen maximalen Sollwert einzuregelnden. Ein weiteres alternatives erfindungsgemäßes Verfahren sieht vor, dass sowohl dem Chiller 2 als auch dem Innenraum-Verdampfer 3 jeweils ein Druck-Temperatursensor nachgeschaltet wird und die Überhitzung am Innenraum-Verdampfer 3 auf eine maximale Überhitzung eingeregelt wird, wenn die Kühlleistung am Chiller größer ist als am Innenraum-Verdampfer 3.The invention relates to a method for operating a refrigerant circuit (1) of a vehicle in AC operation with a chiller branch (2.0) having a pressure-temperature sensor (pT4_V1) connected downstream of a chiller (2), at least one interior evaporator branch ( 3.0), which is connected in parallel to the chiller branch (2.0), an accumulator (5), a refrigerant compressor (6), a condenser or gas cooler (7), wherein the degree of superheat of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller (2) by means of a control device (8) from the measured values of the pressure-temperature sensor (pT4_V1) is determined, and the degree of superheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller (2) by controlling the opening degree of the chiller (2) associated expansion element (AE_V1) by means of the control device (7) Depending on the measured values is controlled to at least a minimum target value of a target degree of superheat. In a first alternative method according to the invention, instead of the chiller 2, a pressure-temperature sensor (pT4_V2) is connected downstream of the interior evaporator 3 in order to monitor the degree of superheating in the interior evaporator 3 and to regulate it to at least one maximum nominal value. A further alternative method according to the invention provides that both the chiller 2 and the interior evaporator 3 are each followed by a pressure / temperature sensor and the superheat at the interior evaporator 3 is regulated to a maximum overheating when the cooling capacity at the chiller is greater than on the interior evaporator. 3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs für ein Fahrzeug mit wenigstens zwei Verdampfern, nämlich wenigstens einem Innenraum-Verdampfer und einem als Chiller ausgebildeten Verdampfer.The invention relates to a method for operating a refrigerant circuit for a vehicle having at least two evaporators, namely at least one interior evaporator and an evaporator designed as a chiller.

Der Innenraum-Verdampfer kann als Frontverdampfer oder als Heckverdampfer des Fahrzeuginnenraums ausgeführt werden und dient zur Konditionierung eines in den Fahrzeuginnenraum eintretenden Zuluftstroms.The interior evaporator can be designed as a front evaporator or as a rear evaporator of the vehicle interior and is used for conditioning an entering into the vehicle interior supply air.

Elektrifizierte Fahrzeuge benötigen neben dem Innenraum- bzw. Frontverdampfer zur Konditionierung und Temperierung des in der Regel als Hochvoltbatterie realisierten Energiespeichers einen separaten Kühlmittelkreislauf. Ein solcher Kühlmittelkreislauf wird mittels eines Wärmeübertragers mit dem Kältemittelkreislauf gekoppelt, wobei ein solcher Wärmeübertrager seinerseits ebenfalls als Verdampfer zum Kühlen eines Luftstromes bzw. als sogenannter Chiller zum Kühlen eines Kühlmittels ausgebildet ist.In addition to the interior or front evaporator, electrified vehicles require a separate coolant circuit for conditioning and temperature control of the energy accumulator, which is generally realized as a high-voltage battery. Such a coolant circuit is coupled by means of a heat exchanger with the refrigerant circuit, wherein such a heat exchanger is in turn also designed as an evaporator for cooling an air flow or as a so-called chiller for cooling a coolant.

Um maximale Flexibilität hinsichtlich der Leistungsverteilung zwischen den Verdampfern zu erzielen, ist jedem dieser Verdampfer ein elektrisches Expansionsorgan vorgeschaltet. Mit solchen Ventilen, die gleichzeitig eine Absperrfunktion umfassen, lassen sich

  • - die Verdampfer und der Chiller jeweils einzeln betreiben,
  • - zumindest ein Innenraum-Verdampfer bei inaktivem Chiller betreiben
  • - zumindest ein Verdampfer und der Chiller gekoppelt betreiben,
  • - zumindest mit einem Verdampfer mehr Kühlleistung erzeugen als mittels des Chillers,
  • - zumindest mit einem Verdampfer weniger Kühlleistung als mittels des Chillers, und schließlich
  • - zwischen dem Chiller und wenigstens einem Verdampfer Leistungsgleichheit bezüglich der Kühlleistung sicherstellen.
In order to achieve maximum flexibility with regard to the power distribution between the evaporators, each of these evaporators is preceded by an electric expansion element. With such valves, which also include a shut-off, can be
  • - operate the evaporators and the chiller individually,
  • - operate at least one interior evaporator with inactive chiller
  • - operate at least one evaporator and the chiller coupled,
  • - generate more cooling power with at least one evaporator than with the chiller,
  • - At least with one evaporator less cooling power than by means of the chiller, and finally
  • - Ensure equal performance between the chiller and at least one evaporator with respect to the cooling capacity.

Ein Niederdruck-Akkumulator in einem Kältemittelkreislauf, welcher einem Verdampfer des Kältemittelkreises nachgeschaltet ist, hat die Aufgabe, die gasförmige und die flüssige Phase des eintretenden Kältemittels voneinander zu trennen und das flüssige Kältemittel im Sinne eines Volumenpuffers zu speichern oder umgekehrt in den Umlauf zu geben. Das aus dem Akkumulator in den nachgeschalteten Verdichter abgesaugte Kältemittel soll einen möglichst definierten und über den Akkumulator eingestellten Dampfgehalt aufweisen.A low-pressure accumulator in a refrigerant circuit, which is connected downstream of an evaporator of the refrigerant circuit, has the task of separating the gaseous and the liquid phase of the incoming refrigerant from each other and to store the liquid refrigerant in the sense of a volume buffer or vice versa to circulate. The extracted from the accumulator in the downstream compressor refrigerant should have a defined as possible and set on the accumulator steam content.

Ferner soll das von dem Verdichter in den Kältemittelkreislauf eingebrachte und im Akkumulator abgeschiedene bzw. eingelagerte Schmieröl wieder zum Verdichter zurückgeführt werden. Zu diesem Zweck ist bspw. im Akkumulator ein U-förmiges Rohr integriert, welches am tiefsten Punkt eine Ölbohrung (auch Schnüffelbohrung genannt) aufweist, die ihrerseits wiederum zur Vorbeugung gegenüber Verschmutzung mit einem Sieb oder Filter versehen sein kann. Ein offenes Ende des U-Rohres reicht in den über dem flüssigen Kältemittel liegenden Dampfraum des Akkumulators, das andere führt stromabwärts in die Saugleitung zum Verdichter. Bei ausreichender Strömungsgeschwindigkeit im U-Rohr erfolgt durch die Sogwirkung ein Aufsaugen von Öl bzw. Öl-Kältemittelflüssigkeitsgemisch aus dem unteren Bereich des Akkumulators. In Abhängigkeit der Auslegung der Größe der Ölbohrung stellt sich im eingeschwungenen Zustand ein Dampfgehalt von mindestens 85 % am Ausgang des Akkumulators und folglich am Austritt des vorgeschalteten Verdampfers ein. Ist die Ölbohrung zu klein, sammelt sich Öl im unteren Bereich des Akkumulators an, während bei einer zu großen Ölbohrung der Dampfgehalt sinkt.Furthermore, the introduced from the compressor in the refrigerant circuit and deposited in the accumulator or stored lubricating oil to be returned to the compressor again. For this purpose, for example, in the accumulator, a U-shaped tube is integrated, which at the lowest point an oil well (also called sniffer bore), which in turn may be provided to prevent contamination with a sieve or filter. An open end of the U-tube extends into the above the liquid refrigerant vapor space of the accumulator, the other leads downstream in the suction line to the compressor. With sufficient flow velocity in the U-tube takes place by the suction effect of an absorption of oil or oil-refrigerant liquid mixture from the lower part of the battery. Depending on the design of the size of the oil well, a steady state vapor content of at least 85% at the output of the accumulator and thus at the outlet of the upstream evaporator. If the oil hole is too small, oil accumulates in the lower part of the accumulator, while if the oil hole is too large, the vapor content will decrease.

Bei einem mehrere Verdampfer aufweisenden Kältemittelkreislauf mit einem solchen Akkumulator regelt dieser bei einer Inbetriebnahme des Kältemittelkreislaufs den Dampfgehalt am Kältemittelaustritt desjenigen Verdampfers, welcher die höchste Kühlleistung erzeugt und damit den größten Kältemittelmassenstrom liefert. Der durch den Akkumulator passiv eingestellte Dampfgehalt stellt sich hierbei im eingeschwungenen Zustand des Kältemittelkreislaufs sowohl am Austritt des Verdampfers mit der höchsten Kühlleistung als auch am Kältemittelaustritt des Akkumulators ein.In the case of a refrigerant circuit having a plurality of evaporators and having such an accumulator, this controller regulates the vapor content at the refrigerant outlet of that evaporator when the refrigerant circuit is being started up, which generates the highest cooling capacity and thus supplies the largest refrigerant mass flow. The passively set by the accumulator steam content is in this case in the steady state of the refrigerant circuit both at the outlet of the evaporator with the highest cooling capacity and at the refrigerant outlet of the accumulator.

Problematisch ist es, wenn im Parallelbetrieb von mehreren Verdampfern an demjenigen Verdampfer, mit welchem direkt ein dem Fahrzeuginneren zugeführter Zuluftstrom konditioniert wird, ein Kältemittelstrom mit einer Tendenz zur Kältemittelüberhitzung austritt. Wenn eine solche Kältemittelüberhitzung einen Wert von 5 K übersteigt, kann dies bereits zu einer Inhomogenität in der Temperaturverteilung des Zuluftstroms führen, der somit ein ungewolltes, ungleichmäßiges Temperaturprofil an den Ausströmern in den Fahrzeuginnenraum zeigt.It is problematic if in parallel operation of a plurality of evaporators on that evaporator, with which directly an inlet air flow supplied to the vehicle interior is conditioned, a refrigerant flow emerges with a tendency to refrigerant overheating. If such a refrigerant superheat exceeds a value of 5 K, this may already lead to an inhomogeneity in the temperature distribution of the supply air flow, thus showing an unwanted, uneven temperature profile at the vents in the vehicle interior.

Aus der DE 10 2015 104 464 A1 ist ein R744-Kältemittelkreislauf mit einem mechanisch angetriebenen Verdichter, einem Gaskühler, einem Akkumulator, einem inneren Wärmeübertrager, einem elektrisch regelbaren Expansionsorgan und einem Verdampfer sowie eine Regeleinrichtung mit Sensoren für Druck und Temperatur bekannt. Als Sensoren ist ein Temperatur- und Drucksensor zur Messung des Druckes und der Temperatur des Kältemittels nach dem Verdichter, ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Kältemittels nach dem Gaskühler und ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur der gekühlten Luft im Verdampfer vorgesehen.From the DE 10 2015 104 464 A1 is an R744 refrigerant circuit with a mechanically driven compressor, a gas cooler, an accumulator, an internal heat exchanger, an electrically controllable expansion device and an evaporator and a control device with sensors for pressure and temperature known. As sensors is a temperature and pressure sensor for measuring the pressure and the temperature of the refrigerant after the compressor, a temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant after the gas cooler and a temperature sensor for measuring the temperature of the cooled air provided in the evaporator.

Die DE 10 2013 021 360 A1 beschreibt einen Kältemittelkreislauf eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs mit einem Kältemittelverdichter, einem Kondensator, einem hochdruckseitigen Akkumulator, einem Innenraum-Verdampfer mit einem zugeordneten Expansionsorgan, einem Chiller für eine Fahrzeugbatterie und einem weiteren Verdampfer mit zugehörigen Expansionsorgan zum Kühlen von weiteren Komponenten eines elektrischen Antriebsstranges. Die Verdampfer sind jeweils zusammen mit den zugehörigen Expansionsorganen und nachgeschalteten Druck-Temperatursensoren parallel geschaltet. Zur Realisierung einer Wärmepumpenfunktion wird der Chiller als Wärmequelle sowie der Kondensator als WärmepumpenVerdampfer zur Nutzung der Umgebungsluft als Wärmequelle verwendet, wobei hierfür ein Wärmepumpenzweig mit einem Heizregister und mit für die Wärmepumpenfunktion erforderlichen Expansionsorganen vorgesehen ist. Für einen solchen Kältemittelkreislauf wird ein Verfahren zum Betreiben desselben vorgeschlagen, welches eine effiziente, aktive Batteriekühlung und einen Wärmepumpenprozess zur Heizung des Fahrzeuginnenraumes und der Fahrzeugbatterie ermöglicht.The DE 10 2013 021 360 A1 describes a refrigerant circuit of an electric or hybrid vehicle with a refrigerant compressor, a condenser, a high-pressure side accumulator, an interior evaporator with an associated expansion element, a chiller for a vehicle battery and another evaporator with associated expansion element for cooling of other components of an electric drive train. The evaporators are in each case connected in parallel together with the associated expansion elements and downstream pressure-temperature sensors. To realize a heat pump function of the chiller is used as a heat source and the condenser as WärmepumpenVerdampfer for using the ambient air as a heat source, for this purpose, a heat pump branch is provided with a heating coil and required for the heat pump function expansion devices. For such a refrigerant circuit, a method for operating the same is proposed, which enables efficient, active battery cooling and a heat pump process for heating the vehicle interior and the vehicle battery.

Ein Temperaturverwaltungssystem für ein Elektrofahrzeug umfasst gemäß der DE 11 2013 004 046 T2 einen Kühlmittelkreis für eine Klimatisierungseinrichtung, einen Kühlmittelkreis für eine Batterie und eine Temperaturverwaltungs-Steuereinheit, die das Kühlmittel für die Batterie mit Hilfe der Heizvorrichtung erwärmt, wenn die Temperatur des Kühlmittels für die Batterie niedriger ist als eine zulässige untere Grenztemperatur der Batterie. Wenn die Temperatur des Kühlmittels für die Batterie höher ist als eine zulässige obere Grenztemperatur der Batterie, wird mittels der Temperaturverwaltungs-Steuereinheit die Drehzahl eines Kompressors verringert.A temperature management system for an electric vehicle comprises according to DE 11 2013 004 046 T2 a coolant circuit for an air conditioning device, a coolant circuit for a battery, and a temperature management control unit that heats the coolant for the battery by means of the heater when the temperature of the coolant for the battery is lower than an allowable lower limit temperature of the battery. When the temperature of the coolant for the battery is higher than an allowable upper limit temperature of the battery, the speed management of a compressor is reduced by the temperature management control unit.

In der US 2007/0 151 287 A1 wird ein Druckreduziermodul eines Kältemittelkreislaufes im überkritischen Betrieb offenbart. Das mit einem Einlass und zwei Auslässen ausgebildete Druckreduziermodul weist eine Expansionsvorrichtung und ein sich in Strömungsrichtung des Kältemittels daran anschließendes Verteilventil auf. Der Einlass ist mit der Expansionsvorrichtung und die Auslässe sind mit dem als 3-Wege-Ventil ausgebildeten Verteilventil strömungstechnisch verbunden. Mittels des 3-Wege-Ventils wird das in das Zweiphasengebiet auf ein gemeinsames Druckniveau entspannte Kältemittel zum Weiterleiten an als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager aufgeteilt.In the US 2007/01515287 A1 a pressure reduction module of a refrigerant circuit is disclosed in supercritical operation. The pressure reduction module formed with an inlet and two outlets has an expansion device and a distribution valve adjoining it in the flow direction of the refrigerant. The inlet is connected to the expansion device and the outlets are fluidically connected to the distribution valve designed as a 3-way valve. By means of the 3-way valve, the refrigerant, which has been expanded to a common pressure level in the two-phase region, is split for forwarding to heat exchangers operated as an evaporator.

Die DE 10 2013 009 561 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung der Kühlung einer Traktionsbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, welches eine Klimatisierungsvorrichtung zur Klimatisierung seiner Fahrgastzelle aufweist. Eine aktuelle Traktionsbatterie-Temperatur wird erfasst und bei Überschreitung eines von wenigstens einem aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter abhängigen Traktionsbatterie-Temperaturschwellenwertes wird eine aktive Bedarfskühlung der Traktionsbatterie initiiert. Der Traktionsbatterie-Temperaturschwellenwert ist vom aktuellen Betriebszustand der Klimatisierungsvorrichtung abhängig, der bei aktivierter Klimatisierung der Fahrgastzelle niedriger ist als bei deaktivierter Klimatisierung der Fahrgastzelle.The DE 10 2013 009 561 A1 describes a method for controlling the cooling of a traction battery of a hybrid or electric vehicle having an air conditioning device for air conditioning of its passenger compartment. An actual traction battery temperature is detected, and upon exceeding a traction battery temperature threshold that is dependent on at least one current vehicle operating parameter, active demand cooling of the traction battery is initiated. The traction battery temperature threshold depends on the current operating state of the air conditioning device, which is lower when the air conditioning of the passenger compartment is activated than when the passenger compartment is deactivated.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kälteanlage eines Fahrzeugs mit niederdruckseitig vorgesehenen Akkumulator oder Kältemittelspeicher im Kältebetrieb anzugeben, mit welchem Inhomogenitäten des in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstromes im AC-Betrieb verhindert werden, insbesondere wenn ein Chiller eine höhere Kühlleistung abgibt als ein Front- und/oder Heckverdampfer des Kältemittelkreislaufs.It is an object of the invention to provide a method for operating a refrigerant circuit having a refrigeration system of a vehicle with low-pressure side provided accumulator or refrigerant storage in the cooling mode, with which inhomogeneities of the guided into the vehicle interior Zuluftstromes be prevented in AC operation, especially if a chiller emits a higher cooling capacity as a front and / or rear evaporator of the refrigerant circuit.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 2 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 3.This object is achieved by a method having the features of the claim 1 , by a method having the features of claim 2 as well as by a method having the features of the claim 3 ,

Bei dem Verfahren zum Betreiben einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kälteanlage eines Fahrzeugs im Kältebetrieb mit

  • - einem Chiller-Zweig, welcher einen Chiller, ein erstes Expansionsorgan und einen stromabwärts des Chillers nachgeschalteten Druck-Temperatursensor aufweist und mit einem Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt ist,
  • - wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig, welcher einen Innenraum-Verdampfer und zweites Expansionsorgan aufweist und dem Chiller-Zweig parallel geschaltet ist,
  • - einem einen definierten Dampfgehalt einstellenden niederdruckseitigen Akkumulator,
  • - einem Kältemittelverdichter,
  • - einem Kondensator oder Gaskühler, und
  • - einer Regelvorrichtung mindestens zum Regeln des ersten und zweiten Expansionsorgans zumindest in Abhängigkeit der Messwerte des Druck-Temperatursensors, wird nach der erstgenannten Lösung
  • - der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers mittels der Regelvorrichtung aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors als Istwerte bestimmt, und
  • - der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers durch Steuern des Öffnungsgrades des ersten Expansionsorgans mittels der Regelvorrichtung in Abhängigkeit der Istwerte des Druck-Temperatursensors auf wenigstens einen minimalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt.
In the method for operating a refrigerant circuit having a refrigeration system of a vehicle in the cold operation with
  • a chiller branch which has a chiller, a first expansion element and a pressure / temperature sensor connected downstream of the chiller and is thermally coupled to a coolant circuit,
  • at least one interior evaporator branch, which has an interior evaporator and second expansion element and is connected in parallel to the chiller branch,
  • a low-pressure side accumulator setting a defined steam content,
  • a refrigerant compressor,
  • - a condenser or gas cooler, and
  • - A control device at least for controlling the first and second expansion element at least in response to the measured values of the pressure-temperature sensor, according to the former solution
  • - the superheat degree of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller is determined by means of the control device from the measured values of the pressure-temperature sensor as actual values, and
  • the degree of superheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller is controlled by controlling the opening degree of the first expansion element by means of the regulating device as a function of the actual values of the pressure-temperature sensor to at least a minimum desired value of a target superheating degree.

Bei diesem Verfahren wird die Eigenschaft des niederdruckseitigen Akkumulators, wonach dieser einen konstanten Dampfgehalt an mindestens einem Verdampfer (wozu auch der Chiller gehört) einregelt, zunutze gemacht, indem der Chiller durch entsprechende Steuerung des Öffnungsgrades des zugehörigen Expansionsorgans mindestens mit einer minimalen Überhitzung bzw. Mindestüberhitzung entsprechend des minimalen Sollwertes eines Zielüberhitzungsgrades betrieben wird.In this method, the property of the low-pressure side accumulator, according to which this regulates a constant vapor content of at least one evaporator (which also includes the chiller) made use of by the chiller by appropriate control of the opening degree of the associated expansion element with at least a minimum overheating or minimum superheat is operated according to the minimum target value of a target superheat degree.

Dieser minimalen Sollwert für den Zielüberhitzungsgrad kann jedoch auf einen konstanten Wert zwischen 3 und 7 K eingestellt werden. Dieser Wert für den Betrag der Überhitzung werden in dieser Größenordnung angegeben, weil nur auf diese Weise sichergestellt ist, dass die zulässige Minimalüberhitzung korrekt erfasst wird. Ausschlaggebend hierfür ist die Toleranz der Sensorik zur Erfassung von Druck und Temperatur am Austritt der Chillers. Die geforderte Minimalüberhitzung ist letztlich der Wert der Überhitzung für den die maximale Kälteleistung dem Chiller gezielt und kontrollierbar bereitgestellt werden kann. Mit zunehmender Überhitzung sinkt die abrufbare Kälteleistung über den Chiller. Wie erwähnt ist dieser Betriebspunkt entscheidend, sobald mindestens zwei Verdampfer sich im aktiven Betrieb befinden.However, this minimum target overheating target can be set at a constant value between 3 and 7K. This value for the amount of overheating is given in this order of magnitude, because only in this way is it ensured that the permissible minimum superheat is correctly detected. Decisive for this is the tolerance of the sensors for detecting pressure and temperature at the outlet of the chiller. The required minimum superheating is ultimately the value of overheating for which the maximum cooling capacity of the chiller can be provided in a targeted and controllable manner. As the overheating increases, the available cooling capacity drops via the chiller. As mentioned, this operating point is crucial as soon as at least two evaporators are in active operation.

Bei einer Regelung des Kältemittels auf diesen minimalen Sollwert wird durch den Chiller mit dieser Mindestüberhitzung eine maximale Kälteleistung bei vordefiniertem Dampfgehalt am Akkumulator erzeugt, so dass aufgrund der Eigenschaft des niederdruckseitigen Akkumulators eine zu Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung des Zuluftstroms führende Überhitzung des Kältemittels am Verdampferaustritt des Innenraum-Verdampfers nicht auftritt. Ausnahme ist hier eine Kältemittelunterfüllung des Systems und damit ein geleerter Akkumulator, dem auf diese Weise die Möglichkeit zur Dampfgehalteinstellung genommen wird. Dies trifft natürlich auch dann zu, wenn das Kältemittel des Chillers ausgehend von dem minimalen Sollwert zu höheren Überhitzungsgraden hin geregelt wird, wodurch die von dem Chiller erzeugte Kälteleistung abnimmt. Die Kühlleistung des Chillers wird mittels des ersten Expansionsorgans entsprechend einer Sollabkühltemperatur des Kühlmittels des mit dem Chiller thermisch gekoppelten Kühlmittelkreislaufs geregelt.In a regulation of the refrigerant to this minimum setpoint, a maximum cooling capacity with predefined steam content is generated by the chiller with this accumulator on the accumulator, so that due to the property of the low-pressure side accumulator leading to inhomogeneities in the temperature distribution of the supply air overheating of the refrigerant at the evaporator outlet of the interior Evaporator does not occur. The exception here is a refrigerant underfill of the system and thus an empty accumulator, which is taken in this way the possibility for steam content adjustment. Of course, this also applies if the chiller's refrigerant is regulated from the minimum setpoint to higher superheat levels, thereby decreasing the chiller's cooling capacity. The cooling capacity of the chiller is controlled by means of the first expansion element according to a Sollabkühltemperatur the coolant of the thermally coupled to the chiller coolant circuit.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren nach der erstgenannten Lösung ist kein Druck-Temperatursensor im Innenraum-Verdampferzweig erforderlich.In this inventive method according to the former solution, no pressure-temperature sensor in the interior evaporator branch is required.

In der erfindungsgemäßen Betriebsart des Kältemittelkreislaufs, bei welchem das Kältemittel im Chiller auf wenigstens einen minimalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt wird, wird der Innenraum-Verdampfer mittels der Einstellung eines kältemittelseitigen Verdampfungsdruckniveaus, welches wiederum einer Verdampfungstemperatur korrespondiert, auf einen Sollwert der Ausblastemperatur des in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstromes eingeregelt, während parallel dazu über das dem Verdampfer vorgeschaltete Expansionsorgan versucht wird, eine Unterkühlungsregelung oder mittels einer Regelung auf einen optimalen Hochdruck im Kältemittelkreislauf die Systemeffizienz zu maximieren.In the operating mode of the refrigerant circuit according to the invention, in which the refrigerant in the chiller is regulated to at least a minimum target value of a target superheat degree, the interior evaporator is adjusted to a target value of the discharge temperature of the vehicle into the vehicle interior by means of setting a refrigerant-side evaporating pressure level, which in turn corresponds to an evaporating temperature guided Zuluftstromes regulated while parallel to the evaporator upstream of the expansion device is trying to maximize a subcooling control or by means of a regulation to an optimal high pressure in the refrigerant circuit system efficiency.

Bei dem Verfahren zum Betreiben einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kälteanlage eines Fahrzeugs im Kältebetrieb mit

  • - einem Chiller-Zweig, welcher einen Chiller und ein erstes Expansionsorgan aufweist und der Chiller mit einem Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt ist,
  • - wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig, welcher einen Innenraum-Verdampfer, ein zweites Expansionsorgan und einen stromabwärts des Innenraum-Verdampfers nachgeschalteten Druck-Temperatursensor aufweist und dem Chiller-Zweig parallel geschaltet ist,
  • - einem einen definierten Dampfgehalt einstellenden niederdruckseitigen Akkumulator,
  • - einem Kältemittelverdichter,
  • - einem Kondensator oder Gaskühler, und
  • - einer Regelvorrichtung mindestens zum Regeln des ersten und zweiten Expansionsorgans zumindest in Abhängigkeit der Messwerte des Druck-Temperatursensors, wird nach der zweitgenannten Lösung
  • - der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers mittels der Regelvorrichtung aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors als Istwerte bestimmt wird, und
  • - der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers durch Steuern des Öffnungsgrades des zweiten Expansionsorgans mittels der Regelvorrichtung in Abhängigkeit der Istwerte des Druck-Temperatursensors auf wenigstens einen maximalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt wird.
In the method for operating a refrigerant circuit having a refrigeration system of a vehicle in the cold operation with
  • a chiller branch which has a chiller and a first expansion element and the chiller is thermally coupled to a coolant circuit,
  • at least one interior evaporator branch, which has an interior evaporator, a second expansion element and a pressure / temperature sensor arranged downstream of the interior evaporator and is connected in parallel with the chiller branch,
  • a low-pressure side accumulator setting a defined steam content,
  • a refrigerant compressor,
  • - a condenser or gas cooler, and
  • - A control device at least for controlling the first and second expansion element at least in response to the measured values of the pressure-temperature sensor, according to the second-mentioned solution
  • the superheat degree of the refrigerant at the refrigerant outlet of the interior evaporator is determined by means of the control device from the measured values of the pressure-temperature sensor as actual values, and
  • - The degree of superheat of the refrigerant at the refrigerant outlet of the interior evaporator by controlling the opening degree of the second expansion element by means of the control device is regulated in dependence on the actual values of the pressure-temperature sensor to at least one maximum target value of a target superheat degree.

Auch bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren nach der zweitgenannten Lösung wird die Eigenschaft des niederdruckseitigen Akkumulators, wonach dieser einen konstanten Dampfgehalt an mindestens einem Verdampfer (wozu auch der Chiller gehört) einregelt, zunutze gemacht, indem der Innenraum-Verdampfer des wenigstens einen Innenraum-Verdampferzweiges durch entsprechende Steuerung des Öffnungsgrades des zugehörigen Expansionsorgans mit einer maximalen Überhitzung bzw. Maximalüberhitzung entsprechend des maximalen Sollwertes eines Zielüberhitzungsgrades betrieben wird. Der Überhitzungsgrad wird damit hinsichtlich der Maximalüberhitzung überwacht und begrenzt.Also in this inventive method according to the second-mentioned solution, the property of the low-pressure side accumulator, after which this regulates a constant vapor content of at least one evaporator (which also includes the chiller), made use of by the interior evaporator of at least one interior evaporator branch by appropriate Control of the degree of opening of the associated expansion element is operated with a maximum overheating or maximum superheat corresponding to the maximum target value of a target degree of superheating. The degree of overheating is thus monitored and limited in terms of maximum overheating.

Dieser maximale Sollwert für den Zielüberhitzungsgrad, kann jedoch auf einen konstanten Wert zwischen 3 und 7 K eingestellt werden. Auch hier spielt die Messungenauigkeit die entscheidende Rolle in der Festlegung und damit belastbaren Messbarkeit des Wertes der unteren Überhitzungsgrenze.However, this maximum target overheating target set point can be set to a constant value between 3 and 7K. Again, the measurement inaccuracy plays the crucial role in determining and thus reliable measurability of the value of the lower overheating limit.

In diesem Betriebspunkt muss die Überhitzung auf einen Maximalwert begrenzt werden, der nicht überschritten werden darf, da sich ansonsten aufgrund des Überhitzungseffekts im Kältemittel ein luftseitige Temperaturinhomogenität ausbildet. Je höher die am Verdampfer abgerufene Leistung, desto höher kann die zulässige Überhitzung angesetzt werden, umgekehrt ist die zulässige Überhitzung bei Niederlastpunkten niedriger anzusetzen, um auf diese Weise die geringsten Effekte in der luftseitigen Temperaturinhomogenität zu erzielen.At this operating point, the overheating must be limited to a maximum value which must not be exceeded, otherwise an air-side temperature inhomogeneity will form due to the overheating effect in the refrigerant. The higher the power demanded at the evaporator, the higher the permissible overheating can be set, conversely, the allowable overheating at low load points is to be set lower, in order to achieve in this way the lowest effects in the air-side temperature inhomogeneity.

Bei einer Regelung des Kältemittelzustands auf diesen maximalen Sollwert, wird durch den Innenraum-Verdampfer des wenigstens einen Innenraum-Verdampferzweiges eine maximale Kälteleistung bei definiertem Dampfgehalt erzeugt, so dass aufgrund der Eigenschaft des niederdruckseitigen Akkumulators eine zu Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung des Zuluftstroms führende Überhitzung des Kältemittels am Verdampferaustritt des Innenraum-Verdampfers nicht auftreten kann. Die Kühlleistung des Innenraum-Verdampfers wird mittels des Verdichters auf einen Sollwert bzw. angestrebten Wert der Ausblastemperatur des in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstromes geregelt. Das zweite Expansionsorgan regelt seinerseits eine Unterkühlung oder den optimalen Hochdruck des Systems ein.In a regulation of the refrigerant state to this maximum target value, a maximum cooling capacity at defined vapor content is generated by the interior evaporator of at least one interior evaporator branch, so that due to the property of the low-pressure side accumulator leading to inhomogeneities in the temperature distribution of the supply air overheating of the refrigerant at the evaporator outlet of the interior evaporator can not occur. The cooling capacity of the interior evaporator is regulated by means of the compressor to a desired value or desired value of the outlet temperature of the supply air flow guided into the vehicle interior. The second expansion organ, in turn, regulates subcooling or the optimum high pressure of the system.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren nach der zweitgenannten Lösung ist kein kältemittelseitiger Druck-Temperatursensor im Chiller-Zweig erforderlich.In this inventive method according to the second-mentioned solution no refrigerant-side pressure-temperature sensor in the chiller branch is required.

In der erfindungsgemäßen Betriebsart des Kältemittelkreislaufs, bei welchem das Kältemittel im Innenraum-Verdampfer des wenigstens einen Innenraum-Verdampferzweiges auf wenigstens einen maximalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt wird, wird der Chiller mittels Steuerung des Öffnungsgrades des ersten Expansionsventil auf eine Sollabkühltemperatur des Kühlmittels des mit dem Chiller gekoppelten Kühlmittelkreislaufs geregelt.In the refrigerant cycle of the present invention, in which the refrigerant in the indoor evaporator of the at least one indoor evaporator branch is controlled to at least a maximum target value of a target superheat degree, the chiller is controlled by controlling the opening degree of the first expansion valve to a target cooling temperature of the refrigerant of the chiller coupled coolant circuit regulated.

Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs für ein Fahrzeug mit

  • - einem Chiller-Zweig, welcher einen Chiller, ein erstes Expansionsorgan und einen stromabwärts des Chillers nachgeschalteten ersten Druck-Temperatursensor aufweist und mit einem Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt ist,
  • - wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig, welcher einen Innenraum-Verdampfer, ein zweites Expansionsorgan und einen stromabwärts des Innenraum-Verdampfers nachgeschalteten zweiten Druck-Temperatursensor aufweist und dem Chiller-Zweig parallel geschaltet ist,
  • - einem einen definierten Dampfgehalt einstellenden niederdruckseitigen Akkumulator,
  • - einem Kältemittelverdichter,
  • - einem Kondensator oder Gaskühler, und
  • - einer Regelvorrichtung mindestens zum Regeln des ersten und zweiten Expansionsorgans zumindest in Abhängigkeit der Messwerte des ersten und zweiten Druck-Temperatursensors wird nach der drittgenannten Lösung
  • - in einer ersten Betriebsart der Innenraum-Verdampfer mit einer gegenüber dem Chiller höheren Kälteleistung auf eine Soll-Luftausblastemperatur mittels eines durch den Kältemittelverdichter eingestellten Niederdrucks geregelt, mittels desdas zweiten Expansionsorgans die Unterkühlung nach dem Kondensator oder Gaskühler eingestellt und der Chiller mittels des ersten Expansionsorgans auf eine Soll-Abkühltemperatur des Kühlmittels geregelt, und
  • - in einer zweiten Betriebsart der Chiller mit einer gegenüber dem Innenraum-Verdampfer höheren Kälteleistung geregelt,
  • - in der zweiten Betriebsart ein Istwert des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers mittels der Regelvorrichtung aus den Messwerten des zweiten Druck-Temperatursensors bestimmt, und
  • - in der zweiten Betriebsart bei einem über einem verdampfer- und betriebslastabhängigen maximalen Sollwert liegenden Istwert des Überhitzungsgrades mittels der Regelvorrichtung der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsorgans auf den maximalen Sollwert des Überhitzungsgrades geregelt.
In the method for operating a refrigerant circuit for a vehicle with
  • a chiller branch which has a chiller, a first expansion element and a first pressure-temperature sensor connected downstream of the chiller and is thermally coupled to a coolant circuit,
  • at least one interior evaporator branch, which has an interior evaporator, a second expansion element and a downstream second pressure-temperature sensor downstream of the interior evaporator and is connected in parallel with the chiller branch,
  • a low-pressure side accumulator setting a defined steam content,
  • a refrigerant compressor,
  • - a condenser or gas cooler, and
  • - A control device at least for controlling the first and second expansion element at least in response to the measured values of the first and second pressure-temperature sensor is after the third-mentioned solution
  • - In a first mode of the indoor evaporator with a relation to the chiller higher cooling capacity to a target air outlet temperature controlled by a set by the refrigerant compressor low pressure, means of desdansionsorgans the supercooling after the condenser or gas cooler set and the chiller means of the first expansion organ on regulated a desired cooling temperature of the coolant, and
  • in a second operating mode, the chiller is regulated with a higher cooling capacity than the interior evaporator,
  • in the second operating mode, an actual value of the degree of superheat of the refrigerant at the refrigerant outlet of the interior evaporator is determined by means of the regulating device from the measured values of the second pressure-temperature sensor, and
  • - In the second mode at a lying above a vaporizer and operating load-dependent maximum setpoint actual value of Overheating degree controlled by means of the control device, the degree of opening of the second expansion element to the maximum target value of the degree of superheat.

Schließlich wird auch bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren nach der drittgenannten Lösung die Eigenschaft des niederdruckseitigen Akkumulators, wonach dieser einen konstanten Dampfgehalt an mindestens einem Verdampfer (wozu auch der Chiller gehört) einregelt, zunutze gemacht, indem der Zustand des Kältemittels des Innenraum-Verdampfers über die Erfassung der Messwerte des dem Innenraum-Verdampfers nachgeschalteten Druck-Temperatursensors hinsichtlich einer Überhitzung des Kältemittels stets überwacht wird und dann, wenn die Kälteleistung des Chillers höher ist als diejenige des Innenraum-Verdampfers, wenn also bspw. der Kältemittelkreislauf von der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart übergeht, der Innenraum-Verdampfer mittels des zweiten Expansionsorgans auf eine gezielte und definierte Überhitzung, die nicht zu überschreiten ist, geregelt wird. Hierzu wird mittels der Regelvorrichtung der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsorgans auf einen maximalen Sollwert des Überhitzungsgrades vergrößert, so dass bei dieser geringen Überhitzung des Kältemittels keine Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung des Zuluftstroms auftreten können.Finally, in this inventive method according to the third-mentioned solution, the property of the low-pressure side accumulator, after which this regulates a constant vapor content of at least one evaporator (which also includes the chiller), made use of by the state of the refrigerant of the interior evaporator on the detection the measured values of the pressure-temperature sensor connected downstream of the interior evaporator are always monitored with respect to overheating of the refrigerant and then when the cooling capacity of the chiller is higher than that of the interior evaporator, that is, if, for example, the refrigerant cycle from the first mode to the second mode passes, the interior evaporator by means of the second expansion device on a targeted and defined overheating, which is not to be exceeded, is regulated. For this purpose, the degree of opening of the second expansion element is increased to a maximum desired value of the superheat degree by means of the control device, so that no inhomogeneities in the temperature distribution of the supply air flow can occur at this low overheating of the refrigerant.

Dieser maximale Sollwert für den Zielüberhitzungsgrad ist verdampfer- und lastfallabhängig, kann jedoch auf einen konstanten Wert von bspw. 5 K eingestellt werden. Die Lastfallabhängigkeit bezieht sich in dieser Betriebsart auf die anliegenden Umgebungsbedingungen für ein Kältekreissystem, das mit zunehmender Last auch mit höheren Überhitzungswerten betrieben werden kann. Umgekehrt sinken die Werte der der maximal zulässigen Überhitzung, ohne dass es luftseitig zu Inhomogenität in der Temperaturverteilung kommt, mit sinkender Umgebungslast.This maximum target value for the target degree of superheat is dependent on the evaporator and load, but can be set to a constant value of, for example, 5 K. The load case dependency in this operating mode refers to the surrounding environmental conditions for a refrigeration cycle system which can be operated with higher superheat values with increasing load. Conversely, the values of the maximum permissible overheating, without air-side inhomogeneity in the temperature distribution decreases, with decreasing ambient load.

Wenn bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren nach der drittgenannten Lösung von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart, in welcher der Chiller eine größere Kühlleistung als der Innenraum-Verdampfer liefert, gewechselt wird, wird unter Berücksichtigung der Messgrößen des dem Innenraum-Verdampfer nachgeschalteten zweiten Druck-Temperatursensors die Überhitzungsregelung für den Innenraum-Verdampfer durchgeführt, indem das Kältemittel des Innenraum-Verdampfers gezielt auf eine maximale Überhitzung entsprechend des maximalen Sollwertes, bspw. von 5 K geregelt wird.In this method of the invention, when the third mode is changed from the first mode to the second mode in which the chiller supplies greater cooling capacity than the indoor evaporator, taking into consideration the measured quantities of the second pressure-temperature sensor connected downstream of the indoor evaporator the overheating control for the indoor evaporator performed by the refrigerant of the indoor evaporator is controlled specifically to a maximum overheating according to the maximum setpoint, for example. 5 K.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass

  • - der Kältemittelkreislauf mit einem weiteren Innenraum-Verdampferzweig ausgebildet wird, welcher einen weiteren Innenraum-Verdampfer, ein drittes Expansionsorgan und einen stromabwärts des Innenraum-Verdampfers nachgeschalteten Druck-Temperatursensor aufweist,
  • - die beiden Innenraum-Verdampferzweige parallel geschaltet werden,
  • - ein Istwert des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Kältemittelaustritt des weiteren Innenraum-Verdampfers mittels der Regelvorrichtung aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors des weiteren Innenraum-Verdampfers bestimmt wird, und
  • - ein über einem verdampfer- und betriebslastabhängigen weiteren maximalem Sollwert liegenden Istwert des Überhitzungsgrades mittels der Regelvorrichtung der Öffnungsgrad des dritten Expansionsorgans auf den maximalen Sollwert des Überhitzungsgrades geregelt wird.
According to an advantageous development of the method according to the invention, it is provided that
  • the refrigerant circuit is formed with a further interior evaporator branch which has a further interior evaporator, a third expansion element and a downstream pressure sensor of the interior evaporator,
  • - the two interior evaporator branches are connected in parallel,
  • an actual value of the superheat degree of the refrigerant at the refrigerant outlet of the further interior evaporator is determined by means of the regulating device from the measured values of the pressure-temperature sensor of the further interior evaporator, and
  • - A lying on a vaporizer and operating load-dependent further maximum setpoint actual value of the degree of superheat is controlled by means of the control device, the degree of opening of the third expansion element to the maximum target value of the degree of superheating.

Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens stellen die beiden Innenraum-Verdampfer einen Front-Verdampfer und einen Heck-Verdampfer dar. Werden die beiden Innenraum-Verdampfer gleichzeitig betrieben, wird eine Überhitzung an dem Heck-Verdampfer als weiterer Innenraum-Verdampfer auf eine maximale Überhitzung entsprechend des maximalen Sollwertes des Überhitzungsgrades beschränkt. Dieser maximale Sollwert ist verdampfer- und betriebslastabhängig, jedoch hat sich auch ein konstanter Wert von 3 bis 5 K als vorteilhaft herausgestellt, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Messgenauigkeit der zum Einsatz kommenden Druck-Temperatur-Sensorik.In this refinement of the method according to the invention, the two interior evaporators represent a front evaporator and a rear evaporator. If the two interior evaporators are operated simultaneously, overheating on the rear evaporator as a further interior evaporator will correspond to a maximum overheating limited to the maximum target value of the degree of superheat. This maximum set point is dependent on the evaporator and operating load, but a constant value of 3 to 5 K has proven to be advantageous, in particular from the point of view of measuring accuracy of the used pressure-temperature sensor.

Mit dieser maximalen Überhitzung des Kältemittels am Austritt des Heck-Verdampfers wird eine Inhomogenität luftseitig und andererseits eine zu starke Flutung des Heck-Verdampfers aufgrund eines zu hohen Kältemittelmassenstrom verhindert, was zusätzlich der Systemeffizienz zugutekommt, da die Fördermenge an Kältemittel über den Verdichter limitiert werden kann. Mit dem maximalen Sollwert von bspw. 3 bis 5 K ist auch gewährleistet, dass der Dampfgehalt mittels des Akkumulators am Front-Verdampfer eingestellt wird.With this maximum overheating of the refrigerant at the outlet of the rear evaporator, an inhomogeneity on the air side and on the other hand too much flooding of the rear evaporator prevented due to excessive refrigerant mass flow, which also benefits the system efficiency, since the flow rate of refrigerant can be limited by the compressor , With the maximum setpoint value of, for example, 3 to 5 K, it is also ensured that the steam content is set by means of the accumulator on the front evaporator.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zur Unterfüllungserkennung des Kältemittelkreislaufs dem Akkumulator kältemittelseitig stromabwärts ein Druck-Temperatursensor nachgeschaltet wird.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the underpressure detection of the refrigerant circuit downstream of the accumulator refrigerant side downstream of a pressure-temperature sensor is connected.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn nach einer letzten Weiterbildung der Erfindung anstelle wenigstens eines Druck-Temperatursensors ein Temperatursensor verwendet wird, wobei der wenigstens eine Druckwert des wenigstens einen Druck-Temperatursensors in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Kältemittelkreislaufs und Klimaparametern geschätzt wird.It is particularly advantageous if, according to a last development of the invention, a temperature sensor is used instead of at least one pressure-temperature sensor, wherein the at least one pressure value of the at least one pressure sensor is used. Temperature sensor is estimated as a function of operating parameters of the refrigerant circuit and climate parameters.

Damit können die Druck-Temperatursensoren nach den jeweiligen Verdampfern (Innenraumfrontverdampfer, Innenraumheckverdampfer, Chiller) und/ oder Kondensator/ Gaskühler sowie Heizkondensator/ Heizgaskühler in den bereitgestellten Messsignalen auf den Temperaturwert reduziert werden. Das Drucksignal kann entfallen und statt dessen über die verbauten Sensoren am Austritt des Verdichters und Austritt des Akkumulators oder ggf. am Eintritt des Verdichters über Kennlinien/ Kennfelder abgeleitet und zurückgerechnet werden. In die Abschätzung der Drucksignalwerte am Austritt der jeweiligen Wärmeübertrager fließen in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit, Luftmenge, Luftklappenstellung, Umgebungstemperatur (entspricht der luftseitigen Eintrittstemperatur des jeweils betroffenen Wärmeübertragers), Setpoint (entspricht der luftseitigen Austrittstemperatur des jeweils betroffenen Wärmeübertragers) die zu erwartenden Druckverluste mit ein, so dass unter Einbeziehung dieser Werte in die niederdruck- und hochdruckseitigen Messwerte, die Drucklage am jeweiligen Wärmeübertrager ermittelbar ist.Thus, the pressure-temperature sensors according to the respective evaporators (interior front evaporator, interior rear evaporator, chiller) and / or condenser / gas cooler and heating condenser / heating gas cooler can be reduced in the provided measurement signals to the temperature value. The pressure signal can be omitted and instead derived and calculated back over the built-in sensors at the outlet of the compressor and outlet of the accumulator or optionally at the entrance of the compressor on curves / maps. In the estimation of the pressure signal values at the outlet of the respective heat exchangers flow depending on the humidity, air flow, air flap position, ambient temperature (corresponding to the air side inlet temperature of each affected heat exchanger), Setpoint (corresponds to the air side outlet temperature of each affected heat exchanger) the expected pressure losses, so that, taking these values into the low-pressure and high-pressure-side measured values, the pressure position at the respective heat exchanger can be determined.

Mit steigender Systemlast ist ein Anstieg und mit sinkender Systemlast ist mit einem Abfall des Druckverlustes verbunden. Anhand der am Wärmeübertrager umgesetzten Leistung kann der zirkulierende Kältemittelmassenstrom abgeschätzt und darüber der Druckverlust prognostiziert werden.With increasing system load is an increase and with decreasing system load is associated with a drop in pressure loss. Based on the power converted at the heat exchanger, the circulating refrigerant mass flow can be estimated and above this the pressure loss can be predicted.

Anstelle eines kostspieligen Kombinationssensors wird somit ein kostengünstigerer Temperatursensor eingesetzt.Instead of a costly combination sensor thus a cheaper temperature sensor is used.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 eine Schaltungsanordnung eines Kältemittelkreislaufs zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 eine zur Schaltungsanordnung nach 1 alternative Schaltungsanordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
  • 3 eine weitere zur Schaltungsanordnung nach 1 alternative Schaltungsanordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:
  • 1 a circuit arrangement of a refrigerant circuit for carrying out a method according to the invention,
  • 2 one to the circuit according to 1 Alternative circuit arrangement for carrying out a method according to the invention, and
  • 3 another to the circuit according to 1 Alternative circuit arrangement for carrying out a method according to the invention.

Der in 1 dargestellte Kältemittelkreislauf 1 kann in einem AC-Betrieb und in einem Wärmepumpenbetrieb betrieben werden und weist zwei Verdampfer auf, nämlich einen Chiller 2, welcher mit einem Kühlmittelkreislauf 2.1 zur Kühlung, bspw. einer Hochvoltbatterie thermisch verbunden ist und einen als Front-Verdampfer eingesetzten Innenraum-Verdampfer 3.The in 1 illustrated refrigerant circuit 1 can be operated in an AC mode and in a heat pump mode and has two evaporators, namely a chiller 2 , which with a coolant circuit 2.1 for cooling, for example. A high-voltage battery is thermally connected and used as a front evaporator interior evaporator 3 ,

Der Kältemittelkreislauf 1 besteht aus

  • - einem Chiller-Zweig 2.0 mit dem Chiller 2, einem vorgeschalteten ersten Expansionsorgan AE_V1 und einem dem Chiller 2 nachgeschalteten ersten Druck-Temperatursensor pT4_V1, wobei der Chiller 2 neben der Kühlung bspw. einer elektrischen Komponente des Fahrzeugs auch zur Realisierung einer Wasser-Wärmepumpenfunktion unter Nutzung der Abwärme einer elektrischen Komponenten eingesetzt wird,
  • - einem Innenraum-Verdampferzweig 3.0 mit dem Innenraum-Verdampfer 3, einem vorgeschalteten zweiten Expansionsorgan AE_V2 und einem dem Innenraum-Verdampfer 3 nachgeschalteten zweiten Druck-Temperatursensor pT4_V2, wobei der Innenraum-Verdampferzweig 3.0 dem Chiller-Zweig 2.0 parallel geschaltet ist,
  • - optional einem weiteren Innenraum-Verdampferzweig 4.0 mit einem Verdampfer 4 als Heckverdampfer, einem vorgeschalteten dritten Expansionsorgan AE V3 und einem dem Innenraum-Verdampfer 4 nachgeschalteten Druck-Temperatursensor pT4_V3, wobei dieser weitere Innenraum-Verdampferzweig 4.0 dem Innenraum-Verdampferzweig 3.0 mit dem Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer parallel geschaltet ist,
  • - einem niederdruckseitigen Akkumulator 5 mit der Eigenschaft, den Dampfgehalt des Kältemittels auf einen konstanten Wert zu regeln,
  • - einem Kältemittelverdichter 6,
  • - einem äußeren Kondensator 7 oder Gaskühler 7 mit einem demselben in seiner Funktion als Wärmepumpenverdampfer für den Heizbetrieb zugeordneten Expansionsorgan AE3, wobei dieser Kondensator 7 oder Gaskühler 7 über ein als Absperrventil A4 mit dem Hochdruckausgang des Kältemittelverdichters 6 und andererseits über das Expansionsorgan AE3 unter Bildung eines Abzweigpunktes Ab1 mit dem Chiller-Zweig 2.0, dem Innenraum-Verdampferzweig 3.0 und gegebenenfalls mit dem weiteren Innenraum-Verdampferzweig 4.0 fluidverbunden ist,
  • - einem inneren Wärmeübertrager 11, dessen Hochdruckseite zwischen dem Expansionsorgan AE3 und dem äußeren Kondensator 7 bzw. Gaskühler 7 angeordnet ist, während dessen niederdruckseitiger Abschnitt zwischen dem Akkumulator 5 und dem Kältemittelverdichter 6 in den Kältemittelkreislauf 1 eingebunden ist,
  • - einem Heizzweig 1.1 mit einem inneren Heizkondensator 9 oder Heizgaskühler 9 (auch als Heizregister bezeichnet), einem demselben stromabwärts nachgeschalteten Absperrventil A1 zur Verbindung des Heizzweiges 1.1 mit dem Abzweigpunkt Ab1 und einem demselben stromaufwärts vorgeschalteten Absperrventil A3 zur Verbindung mit dem Hochdruckausgang des Kältemittelverdichters 6,
  • - einem Expansionsorgan AE4, welches einerseits stromabwärts unter Bildung eines Abzweigpunktes Ab2 mit dem Absperrventil A4 und dem Kondensator 7 bzw. Gaskühler 7 und andererseits stromaufwärts mit dem Absperrventil A1 und dem Heizkondensator bzw. Heizgaskühler 9 verbunden ist,
  • - einem Wärmepumpenrückführzweig 1.2 mit einem Absperrventil A2 und einem Rückschlagventil R1, welches einerseits stromaufwärts mit dem Abzweigpunkt Ab2 fluidverbunden ist und andererseits stromabwärts eine Fluidverbindung mit dem Akkumulator 5 herstellt, wobei die das Absperrventil A2 und das Rückschlagventil R1 verbindende Kältemittelleitung über ein Absperrventil A5 mit dem Heizzweig 1.1, also stromaufwärtsseitig des inneren Heizkondensators 9 bzw. Heizgaskühlers 9 mit demselben verbunden ist,
  • - ein bspw. als Hochvolt-PTC-Heizelement ausgeführtes elektrisches Heizelement 10 als Zuheizer für einen in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstrom, welches zusammen mit dem inneren Heizkondensators 9 oder Heizgaskühler 9 und dem Innenraum-Verdampfer 3 in einem Klimagerät angeordnet ist, und
  • - eine bspw. als Klimasteuergerät ausgeführte Regelvorrichtung 8, welcher zu verarbeitende Eingangssignale E, wie bspw. Istwerte von Sensoren zugeführt werden, um hieraus Steuersignale bzw. Sollwerte als Ausgangssignale A zur Steuerung der einzelnen Komponenten des Kältemittelkreislaufs 1 zu erzeugen.
The refrigerant circuit 1 consists
  • - a chiller branch 2.0 with the chiller 2 , an upstream first expansion organ AE_V1 and one the chiller 2 downstream first pressure-temperature sensor pT4_V1 , where the chiller 2 In addition to the cooling, for example, an electrical component of the vehicle is also used to realize a water heat pump function using the waste heat of an electrical component,
  • - An interior evaporator branch 3.0 with the interior evaporator 3 , an upstream second expansion organ AE_V2 and an interior evaporator 3 downstream second pressure-temperature sensor pT4_V2 , wherein the interior evaporator branch 3.0 the chiller branch 2.0 is connected in parallel,
  • - Optionally another interior evaporator branch 4.0 with an evaporator 4 as a rear evaporator, an upstream third expansion element AE V3 and an interior evaporator 4 downstream pressure-temperature sensor pT4_V3 , this further interior evaporator branch 4.0 the interior evaporator branch 3.0 with the interior evaporator 3 is connected as a front evaporator in parallel,
  • - A low-pressure side accumulator 5 having the property of controlling the vapor content of the refrigerant to a constant value
  • - a refrigerant compressor 6 .
  • - an outer capacitor 7 or gas cooler 7 with an expansion element associated with same in its function as a heat pump evaporator for heating operation AE3 , this capacitor 7 or gas cooler 7 via a shut-off valve A4 with the high pressure outlet of the refrigerant compressor 6 and on the other hand via the expansion organ AE3 forming a branch point Ab1 with the chiller branch 2.0 , the interior evaporator branch 3.0 and optionally with the further interior evaporator branch 4.0 is fluid-connected,
  • - an internal heat exchanger 11 , whose high pressure side between the expansion organ AE3 and the outer capacitor 7 or gas cooler 7 is disposed during its low-pressure side portion between the accumulator 5 and the refrigerant compressor 6 in the refrigerant circuit 1 is involved,
  • - a heating branch 1.1 with an internal heating condenser 9 or heating gas cooler 9 (Also referred to as heating register), a same downstream downstream shut-off valve A1 for connecting the heating branch 1.1 with the branch point Ab1 and a same upstream upstream shut-off valve A3 for connection to the high-pressure outlet of the refrigerant compressor 6 .
  • - an expansion organ AE4 , which on the one hand downstream to form a branch point Starting at 2 with the shut-off valve A4 and the capacitor 7 or gas cooler 7 and on the other hand upstream with the shut-off valve A1 and the heating condenser or heating gas cooler 9 connected is,
  • - a heat pump return branch 1.2 with a shut-off valve A2 and a check valve R1 which on the one hand upstream with the branch point Starting at 2 fluidly connected and, on the other hand, downstream a fluid connection with the accumulator 5 making the shut-off valve A2 and the check valve R1 connecting refrigerant pipe via a shut-off valve A5 with the heating branch 1.1 , ie upstream of the inner heating condenser 9 or heating gas cooler 9 connected to the same,
  • - An example. As a high-voltage PTC heating element running electrical heating element 10 as a heater for a guided in the vehicle interior supply air, which together with the inner heating condenser 9 or heating gas cooler 9 and the interior evaporator 3 is arranged in an air conditioner, and
  • - An example. As a climate control unit running control device 8th to which input signals E to be processed, such as, for example, actual values, are supplied by sensors in order to use control signals or setpoint values as output signals A for controlling the individual components of the refrigerant circuit 1 to create.

Als Sensoren sind in dem Kältemittelkreislauf 1 mehrere Druck-Temperatursensoren vorgesehen. So sind wie oben bereits ausgeführt dem Chiller 2 ein erster Druck-Temperatursensor pT4_V1 und dem Innenraum-Verdampfer 3 ein zweiter Druck-Temperatursensor pT4_V2 nachgeordnet. Ferner ist ein Druck-Temperatursensor pT1 am Hochdruckausgang des Kältemittelverdichters 6, ein Druck-Temperatursensor pT2 am Ausgang des Akkumulators 5, ein Druck-Temperatursensor pT3 am Ausgang des Kondensators 7 oder Gaskühler 7 und schließlich ein Druck-Temperatursensor pT4 am Ausgang des inneren Heizkondensators bzw. Heizgaskühlers 9 angeordnet.As sensors are in the refrigerant circuit 1 several pressure-temperature sensors provided. So are already above the chiller 2 a first pressure-temperature sensor pT4_V1 and the interior evaporator 3 a second pressure-temperature sensor pT4_V2 downstream. Further, a pressure-temperature sensor pT1 at the high pressure outlet of the refrigerant compressor 6 , a pressure-temperature sensor pT2 at the output of the accumulator 5 , a pressure-temperature sensor pT3 at the output of the capacitor 7 or gas cooler 7 and finally a pressure-temperature sensor pT4 at the exit of the inner heating condenser or heating gas cooler 9 arranged.

Mit den beiden Absperrventilen A3 und A4 wird der Kältemittelstrom ausgehend von der Hochdruckseite des Kältemittelverdichters 6 in Abhängigkeit des Zustandes dieser beiden Absperrventile entweder bei offenem Absperrventil A4 und gesperrtem Absperrventil A3 in den Kondensator 7 oder Gaskühler 7 geleitet oder strömt bei offenem Absperrventil A3 und geschlossenem Absperrventil A4 in den Heizzweig 1.1. Die beiden Absperrventile A3 und A4 können auch zu einem 3-2-Wegeventil als Umschaltventil USV1 ausgeführt werden. Entsprechendes gilt auch für die beiden Absperrventile A2 und A5, die zu einem 3-2-Wegeventil als Umschaltventil USV2 zusammengefasst werden können.With the two shut-off valves A3 and A4 the refrigerant flow is from the high-pressure side of the refrigerant compressor 6 depending on the state of these two shut-off valves either with open shut-off valve A4 and locked shut-off valve A3 in the condenser 7 or gas cooler 7 directed or flows with open shut-off valve A3 and closed shut-off valve A4 in the heating branch 1.1 , The two shut-off valves A3 and A4 can also be used to a 3-2-way valve as a changeover valve UPS1 be executed. The same applies to the two shut-off valves A2 and A5 leading to a 3-2-way valve as a change-over valve USV2 can be summarized.

Die beiden Umschaltventile USV1 und USV2 können in ein einziges kompaktes elektrisches Mehrwegeventil zusammengefasst und ausgeführt werden.The two changeover valves UPS1 and USV2 can be combined and executed in a single compact multi-way electric valve.

Im AC-Betrieb des Kältemittelkreislaufs 1 strömt das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel ausgehend von dem Kältemittelverdichter 6 bei offenem Absperrventil A4 in den äußeren Kondensator 7 oder Gaskühler 7, den Hochdruckabschnitt des inneren Wärmeübertragers 11, über das vollständig geöffnete Expansionsorgan AE3 sowie des Abzweigpunktes Ab1 mittels des ersten Expansionsorgans AE3_V1 in den Chiller-Zweig 2.0 und/oder in den Innenraum-Verdampferzweig 3.0 (gegebenenfalls auch in den weiteren Innenraum-Verdampferzweig 4.0). Aus dem Chiller-Zweig 2.0 strömt das Kältemittel über den Akkumulator 5 und den Niederdruckabschnitt des inneren Wärmeübertragers 11 zurück zum Kältemittelverdichter 6, während das Kältemittel aus dem Innenraum-Verdampferzweig 3.0 (und gegebenenfalls aus dem weiteren Innenraum-Verdampferzweig 4.0) über ein Rückschlagventil R2 strömt und anschließend über den Akkumulator 5 und den Niederdruckabschnitt des inneren Wärmeübertragers 11 zurück zum Kältemittelverdichter 6 fließen kann.In AC operation of the refrigerant circuit 1 the refrigerant compressed to high pressure flows from the refrigerant compressor 6 with open shut-off valve A4 in the outer capacitor 7 or gas cooler 7 , the high pressure section of the internal heat exchanger 11 , about the fully opened expansion organ AE3 and the branch point Ab1 by means of the first expansion organ AE3_V1 in the chiller branch 2.0 and / or in the interior evaporator branch 3.0 (optionally also in the other interior evaporator branch 4.0 ). From the chiller branch 2.0 the refrigerant flows over the accumulator 5 and the low pressure portion of the internal heat exchanger 11 back to the refrigerant compressor 6 while the refrigerant from the interior evaporator branch 3.0 (and optionally from the other interior evaporator branch 4.0 ) via a check valve R2 flows and then over the accumulator 5 and the low pressure portion of the internal heat exchanger 11 back to the refrigerant compressor 6 can flow.

In diesem AC-Betrieb ist der Heizzweig 1.1 mittels des Absperrventils A3 abgesperrt, so dass heißes Kältemittel, bspw. R744 nicht durch den Heizkondensator bzw. Heizgaskühler 9 strömen kann.In this AC operation, the heating branch is 1.1 by means of the shut-off valve A3 shut off, so that hot refrigerant, eg. R744 not through the heating condenser or heating gas cooler 9 can flow.

Um im AC-Betrieb maximale Flexibilität hinsichtlich der Leistungsverteilung zwischen mehreren Verdampfern, also dem Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer, gegebenenfalls dem weiteren Innenraum-Verdampfer 4 als Heckverdampfer einerseits und dem Chiller 2 andererseits zu erzielen, sind jeder dieser Komponenten die oben beschriebenen Expansionsorgane vorgeschaltet, die jeweils als elektrisches Expansionsventil mit einer Absperrfunktion ausgeführt sind. Dies betrifft das Expansionsorgan AE_V1 des Chillers 2, das Expansionsorgan AE_V2 des Innenraum-Verdampfers 3 und gegebenenfalls auch das Expansionsorgan AE_V3 des weiteren Innenraum-Verdampfers 4. Somit lassen sich die aufgeführten Innenraum-Verdampfer 3 und 4 sowie der Chiller 2 jeweils einzeln oder der Innenraum-Verdampfer 3 und gegebenenfalls auch der weiteren Innenraum-Verdampfer 4 mit dem Chiller 2 gekoppelt betreiben. Ferner ist es möglich, dass der Innenraum-Verdampfer 3 und gegebenenfalls auch der Innenraum-Verdampfer 4 mit einer höheren Kälteleistung betrieben wird bzw. werden als der Chiller 2 oder umgekehrt, dass der Chiller 2 mehr Kühlleistung erzeugt als der Innenraum-Verdampfer 3 und gegebenenfalls auch der Innenraum-Verdampfer 4. Schließlich kann auch zwischen diesen Verdampfern und dem Chiller eine Leistungsgleichheit hergestellt werden.In order to provide maximum flexibility in AC operation with regard to the power distribution between several evaporators, ie the interior evaporator 3 as a front evaporator, optionally the other interior evaporator 4 as a rear evaporator on the one hand and the chiller 2 On the other hand, each of these components are preceded by the above-described expansion devices, each designed as an electric expansion valve with a shut-off function. This concerns the expansion organ AE_V1 of the chiller 2 , the organ of expansion AE_V2 of the interior evaporator 3 and optionally also the expansion organ AE_V3 of another interior evaporator 4 , Thus, the listed indoor evaporator can be 3 and 4 as well as the chiller 2 each individually or the interior evaporator 3 and optionally also the other interior evaporator 4 with the chiller 2 operate coupled. Furthermore, it is possible that the interior evaporator 3 and optionally also the interior evaporator 4 operated with a higher cooling capacity or be considered the chiller 2 or conversely, that the chiller 2 produces more cooling power than the interior evaporator 3 and optionally also the interior evaporator 4 , Finally, even between these evaporators and the chiller equal performance can be made.

Der Niederdruck-Akkumulator 5 in einem Kältemittelkreislauf 1, welcher dem Chiller-Zweig 2.0, dem Innenraum-Verdampferzweig 3.0 und gegebenenfalls auch dem weiteren Innenraum-Verdampferzweig 4.0 nachgeschaltet ist, hat die Aufgabe, die gasförmige und die flüssige Phase des eintretenden Kältemittels voneinander zu trennen und das flüssige Kältemittel im Sinne eines Volumenpuffers zu speichern oder in Umlauf zu bringen, je nach systemseitig benötigter Kältemittelmenge. Das aus dem Akkumulator 5 in den nachgeschalteten niederdruckseitigen Abschnitt des inneren Wärmeübertragers 11 zum Kältemittelverdichter 6 abgesaugte Kältemittel soll einen möglichst hohen und definierten Dampfgehalt aufweisen. Praxisnahe Werte bewegen sich zwischen 80-95%. Werte darunter bedeuten zu nasses Kältemittel und damit Gefahr der Ölauswaschung am Kältemittelverdichter 6, Werte darüber können den Ölrücktransport zum Verdichter 6 beeinträchtigen.The low pressure accumulator 5 in a refrigerant circuit 1 which is the chiller branch 2.0 , the interior evaporator branch 3.0 and optionally also the further interior evaporator branch 4.0 downstream, has the task of separating the gaseous and the liquid phase of the incoming refrigerant from each other and to store the liquid refrigerant in the sense of a volume buffer or to circulate, depending on the system required refrigerant quantity. That from the accumulator 5 in the downstream low-pressure side portion of the inner heat exchanger 11 to the refrigerant compressor 6 extracted refrigerant should have the highest possible and defined vapor content. Practical values range between 80-95%. Values below mean too wet refrigerant and thus the risk of oil leaching at the refrigerant compressor 6 , Values above can be the oil return to the compressor 6 affect.

Ferner soll mittels des Akkumulators das von dem Kältemittelverdichter 6 in den Kältemittelkreislauf 1 eingebrachte und u.a. im Akkumulator 5 eingelagertes Schmieröl wieder zum Kältemittelverdichter 6 zurückgeführt werden. Zu diesem Zweck ist bspw. im Akkumulator 5 ein U-förmiges (Austritts-) Rohr integriert, welches am tiefsten Punkt eine Ölbohrung (auch Schnüffelbohrung genannt) aufweist. Ein offenes Ende des U-Rohres reicht in den über dem flüssigen Kältemittel liegenden Dampfraum des Akkumulators 5, das andere (Eintritts-) Rohr führt stromaufwärts in die Saugleitung zu den Verdampfern 2 und 3 und gegebenenfalls 4. Bei ausreichender Strömungsgeschwindigkeit im U-Rohr erfolgt durch die Sogwirkung ein Aufsaugen von Öl bzw. Öl-Kältemittelflüssigkeitsgemisch aus dem unteren Bereich des Akkumulators 5. In Abhängigkeit der Größe der Innenbohrung stellt sich ein Dampfgehalt von bspw. 90 % am Ausgang des Akkumulators 5 ein. Ist die Ölbohrung zu klein, verbleibt verstärkt Öl und sammelt sich Öl im unteren Bereich des Akkumulators 5 an, während bei einer zu großen Ölbohrung der Dampfgehalt sinkt.Furthermore, by means of the accumulator that of the refrigerant compressor 6 in the refrigerant circuit 1 introduced and among other things in the accumulator 5 stored lubricating oil back to the refrigerant compressor 6 to be led back. For this purpose, for example, in the accumulator 5 integrated a U-shaped (outlet) tube, which at the lowest point has an oil well (also called sniffer bore). An open end of the U-tube extends into the above the liquid refrigerant vapor space of the accumulator 5 , the other (inlet) pipe leads upstream in the suction line to the evaporators 2 and 3 and, if appropriate, 4. If the flow velocity in the U-tube is sufficient, the suction effect absorbs oil or oil / refrigerant mixture from the lower region of the accumulator 5 , Depending on the size of the inner bore, a vapor content of, for example, 90% at the output of the accumulator 5 on. If the oil hole is too small, more oil will remain and accumulate oil in the lower part of the accumulator 5 while if the oil is too large, the vapor content will decrease.

Ein solcher Akkumulator 5 regelt bei einer Inbetriebnahme des Kältemittelkreislaufs oder bei einem Lastwechsel zwischen dem Innenraum-Verdampfer 3 und dem Chiller 2 den Dampfgehalt am Kältemittelaustritt desjenigen Verdampfers, welcher die höchste Kühlleistung erzeugt und damit den größten Kältemittelmassenstrom liefert auf einen konstanten Wert. Der durch den Akkumulator passiv eingestellte Dampfgehalt stellt sich hierbei im eingeschwungenen Zustand des Kältemittelkreislaufs sowohl am Austritt des Verdampfers mit der höchsten Kühlleistung als auch am Kältemittelaustritt des Akkumulators ein.Such an accumulator 5 regulates when commissioning the refrigerant circuit or during a load change between the interior evaporator 3 and the chiller 2 the vapor content at the refrigerant outlet of that evaporator, which generates the highest cooling capacity and thus delivers the largest refrigerant mass flow to a constant value. The passively set by the accumulator steam content is in this case in the steady state of the refrigerant circuit both at the outlet of the evaporator with the highest cooling capacity and at the refrigerant outlet of the accumulator.

Es kann jedoch im Parallelbetrieb des Innenraum-Verdampfers 3 und des Chillers 2 und gegebenenfalls des weiteren Innenraum-Verdampfers 4 an demjenigen Verdampfer, mit welchem direkt ein dem Fahrzeuginneren zugeführter Zuluftstrom konditioniert wird, ein Kältemittelstrom mit einer Tendenz zur Kältemittelüberhitzung austreten. Wenn eine solche Kältemittelüberhitzung einen verdampfer- und betriebslastabhängigen Wert von bspw. 5 K übersteigt führt dies zu einer Inhomogenität in der Temperaturverteilung des Zuluftstroms, der somit ein ungleichmäßiges Temperaturprofil an den Ausströmern in den Fahrzeuginnenraum erzeugt.It can, however, in parallel operation of the interior evaporator 3 and the chiller 2 and optionally the further interior evaporator 4 at that evaporator, with which directly a supply air flow supplied to the vehicle interior is conditioned, leak a refrigerant flow with a tendency to refrigerant overheating. If such a refrigerant superheat exceeds an evaporator and operating load-dependent value of, for example, 5 K, this leads to an inhomogeneity in the temperature distribution of the supply air flow, which thus produces an uneven temperature profile at the vents in the vehicle interior.

Die Eigenschaft eines solchen Niederdruck-Akkumulators 5, eine eigenständige Regelung des Dampfgehalts an mindestens einem Verdampfer auf einen konstanten Wert durchzuführen, wird in vorteilhafter Weise genutzt, um korrekte Arbeits- und Betriebspunkte der jeweiligen aktiven Verdampfer, also Innenraum-Verdampfer 3 und gegebenenfalls Innenraum-Verdampfer 4 und Chiller 2 sicherzustellen, wie dies nachfolgend erläutert wird.The property of such a low-pressure accumulator 5 , To carry out an independent regulation of the vapor content of at least one evaporator to a constant value, is used advantageously to correct working and operating points of the respective active evaporator, so indoor evaporator 3 and optionally indoor evaporator 4 and chillers 2 as explained below.

Anhand des Kältemittelkreislaufs 1 nach 1 wird ein Ausführungsbeispiel eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, mit welchem eine zu einer Inhomogenität in der Temperaturverteilung des in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstroms führende kritische Überhitzung des Kältemittels in dem Innenraum-Verdampfer 3 und gegebenenfalls auch in dem zusätzlichen Innenraum-Verdampfer 4 vermieden wird. Falls das den Chiller 2 durchströmende Kältemittel in einen überhitzten Zustand gerät, führt dies aufgrund dessen Kopplung an den Kühlmittelkreis zu keiner Inhomogenität an einem in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstrom. Bei Einsatz von beiden Verdampfer 3 und 4 wird der Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer und der weitere Innenraum-Verdampfer 4 als Heckverdampfer eingesetzt. Zunächst wird von einem Kältemittelkreislauf 1 nach 1 ohne einen solchen Heckverdampfer ausgegangen.Based on the refrigerant circuit 1 to 1 an embodiment of a first method according to the invention is explained, with which leading to an inhomogeneity in the temperature distribution of the guided into the vehicle interior supply air flow critical overheating of the refrigerant in the interior evaporator 3 and optionally also in the additional interior evaporator 4 is avoided. If that's the chiller 2 By flowing refrigerant in an overheated condition, this leads due to its coupling to the coolant circuit to no inhomogeneity at a guided into the vehicle interior supply air. When using both evaporators 3 and 4 becomes the interior evaporator 3 as a front evaporator and the other interior evaporator 4 used as a rear evaporator. First of all, a refrigerant circuit 1 to 1 without such a rear evaporator.

Der Kältemittelkreislauf 1 wird in einem als erste Betriebsart genannten Standartbetriebsfall betrieben, in welchem der Innenraum-Verdampfer 3 mit einer gegenüber dem Chiller 2 höheren Kälteleistung auf eine Soll-Luftausblastemperatur mittels eines durch den Kältemittelverdichter 6 eingestellten Niederdrucks geregelt und bei vollständig geöffnetem Expansionsorgang AE3 mittels des zweiten Expansionsorgans AE_V2 die Unterkühlung nach dem Kondensator oder Gaskühler 7 eingestellt, jeweils in Abhängigkeit von Eingangsgrößen E mittels der Regelvorrichtung 8, während der Chiller 2 mittels des ersten Expansionsorgans AE_V1 auf eine Soll-Abkühltemperatur des Kühlmittels geregelt wird. Gleichzeitig wird der Überhitzungszustand am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers 3 anhand der Messwerte des Druck-Temperatursensors pT4_V2 überwacht und hieraus ein Istwert des Überhitzungsgrades bestimmt.The refrigerant circuit 1 is operated in a standard operating mode, referred to as the first operating mode, in which the interior evaporator 3 with one opposite the chiller 2 higher Cooling capacity to a target air outlet temperature by means of a through the refrigerant compressor 6 adjusted low pressure and with fully open expansion process AE3 by means of the second expansion organ AE_V2 the subcooling after the condenser or gas cooler 7 set, in each case depending on input variables E by means of the control device 8th while the chiller 2 by means of the first expansion organ AE_V1 is controlled to a desired cooling temperature of the coolant. At the same time, the overheat condition at the refrigerant outlet of the indoor evaporator becomes 3 based on the measured values of the pressure-temperature sensor pT4_V2 monitored and determined from this an actual value of the degree of superheat.

Wechselt der Kältemittelkreislauf 1 auf eine zweite Betriebsart, in welcher der Chiller 2 mit einer gegenüber dem Innenraum-Verdampfer 3 höheren Kälteleistung geregelt wird, wird bei einem über einem verdampfer- und betriebslastabhängigen maximalem Sollwert liegenden Istwert des Überhitzungsgrades mittels der Regelvorrichtung 8 der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsorgans AE_V2 des Innenraum-Verdampfers 3 auf den maximalen Sollwert des Überhitzungsgrades geregelt, d. h. die dem Standartbetriebsfall entsprechende Regelfunktion des zweiten Expansionsorgans AE_V2 wird von einer Regelung der Unterkühlung oder des optimalen Hochdrucks auf eine maximale Überhitzung umgestellt. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, diesen Sollwert auf einen konstanten Wert von bspw. 5 K einzustellen. Der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsorgans AE_V2 wird daher so lange verändert, bis die Istwerte des Druck-Temperatursensors pT4_V2 der maximalen soll Überhitzung von bspw. 5 K entsprechen. Damit werden Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung des in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstromes noch unterbunden.Changes the refrigerant circuit 1 to a second mode, in which the chiller 2 with one opposite the interior evaporator 3 is regulated at a higher than a vaporizer and operating load-dependent maximum setpoint actual value of the degree of superheat by means of the control device 8th the degree of opening of the second expansion element AE_V2 of the interior evaporator 3 regulated to the maximum target value of the degree of superheating, ie the standard operating mode corresponding control function of the second expansion element AE_V2 is converted from a control of the subcooling or the optimal high pressure to a maximum overheating. It has proven to be advantageous to set this desired value to a constant value of, for example, 5 K. The degree of opening of the second expansion element AE_V2 is therefore changed until the actual values of the pressure-temperature sensor pT4_V2 The maximum should correspond to overheating of, for example, 5 K. Inhomogeneities in the temperature distribution of the supply air flow guided into the vehicle interior are thus still prevented.

Falls der Kältemittelkreislauf wieder zum Standardbetriebsfall zurückkehrt, in welchem der Innenraum-Verdampfer 3 gegenüber dem Chiller 2 wieder die größere Kühlleistung zur Verfügung stellt, wird seitens des Akkumulators 5 an dem Kältemittelausgang des Innenraum-Verdampfers 3 der Dampfgehalt des Kältemittels wieder auf einen konstanten Wert ein geregelt.If the refrigerant circuit returns to the standard operating case in which the interior evaporator 3 opposite the chiller 2 again provides the greater cooling capacity is provided by the accumulator 5 at the refrigerant outlet of the interior evaporator 3 the vapor content of the refrigerant is regulated back to a constant value.

Bei einem Kältemittelkreislauf 1 nach 1 mit einem weiteren Innenraum-Verdampfer 4 wird der Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer und der weitere Innenraum-Verdampfer 4 als Heckverdampfer eingesetzt. Auch in dieser Konstellation wird der Überhitzungsgrad am Kältemittelausgang des Innenraum-Verdampfers 4 mittels eines Druck-Temperatursensors pT4_V3 überwacht, wenn beide Verdampfer gleichzeitig betrieben werden.In a refrigerant circuit 1 to 1 with another interior evaporator 4 becomes the interior evaporator 3 as a front evaporator and the other interior evaporator 4 used as a rear evaporator. Also in this constellation, the degree of superheat at the refrigerant outlet of the interior evaporator 4 by means of a pressure-temperature sensor pT4_V3 monitored when both evaporators are operated simultaneously.

Ebenso wird in dieser Betriebsart des Kältemittelkreislaufs mit dem gleichzeitigen Betrieb der beiden Innenraum-Verdampfer 3 und 4 das Kältemittel im Innenraum-Verdampfer 4 auf eine maximale Überhitzung mit einem weiteren maximalen Sollwert zwischen 3 K und 5 K eingestellt. Je niedriger dieser maximale Sollwert eingestellt wird, desto bessere Schichtungseigenschaften treten auch an dem Heckverdampfer auf. So wird einerseits eine luftseitige Inhomogenität und andererseits eine zu starke Flutung des Heckverdampfers aufgrund eines zu hohen Kältemittelmassenstroms verhindert, da bei nicht vorhandener Überhitzung der exakte Kältemittelzustand nicht eindeutig und auf einfache Weise zu bestimmen ist. Somit kann dieser weitere Innenraum-Verdampfer 4 mit optimaler Füllung und das gesamte System mit bester Effizienz betrieben werden. Mit der Vorgabe des maximalen Sollwertes für die Überhitzung ist auch stets gewährleistet, dass im Standardbetriebsfall des Kältemittelkreislaufs 1, d. h. bei maximaler Erzeugung von Kälteleistung durch den Frontverdampfer, also den Innenraum-Verdampfer 3, der Akkumulator 5 den Dampfgehalt an diesem Innenraum-Verdampfer 3 einstellt. Wird ausschließlich neben dem Chiller 2 nur der weitere Innenraum-Verdampfer 4 als Heckverdampfer betrieben, können die Messsignale des zugehörigen Druck-Temperatursensors pT4_V3 ignoriert werden, da der Akkumulator 5 den Dampfgehalt und damit die Kältemittelgüte am Innenraumverdampfer 4 einstellt. Mittels des zugehörigen Expansionsorgans AE_V3 erfolgt eine Unterkühlungsregelung oder eine Regelung auf einen optimalen Hochdruck.Also, in this mode, the refrigerant cycle with the simultaneous operation of the two interior evaporator 3 and 4 the refrigerant in the interior evaporator 4 set to maximum overheating with another maximum setpoint between 3K and 5K. The lower this maximum set point is set, the better stratification properties also occur at the rear evaporator. Thus, on the one hand air-side inhomogeneity and on the other hand excessive flooding of the rear evaporator due to excessive refrigerant mass flow is prevented because not existing superheat the exact refrigerant state is not unique and easy to determine. Thus, this further interior evaporator 4 with optimal filling and the entire system with the best efficiency. With the specification of the maximum setpoint for overheating is always ensured that in the standard operating case of the refrigerant circuit 1 ie with maximum generation of cooling capacity by the front evaporator, ie the interior evaporator 3 , the accumulator 5 the vapor content of this interior evaporator 3 established. Will only be next to the chiller 2 only the further interior evaporator 4 operated as a rear evaporator, the measuring signals of the associated pressure-temperature sensor pT4_V3 be ignored because the accumulator 5 the vapor content and thus the refrigerant quality at the interior evaporator 4 established. By means of the associated expansion organ AE_V3 a supercooling control or a regulation to an optimal high pressure takes place.

Der Kältemittelkreislauf 1 nach 1 weist einen optionalen Druck-Temperatursensor pT2 auf, welcher am Kältemittelaustritt des Akkumulators 5 angeordnet ist, welcher zur unter Füllungserkennung dient, aber auch zur Einstellung und Überwachung eines geforderten Niederdrucks herangezogen werden kann.The refrigerant circuit 1 to 1 has an optional pressure-temperature sensor pT2 on, which at the refrigerant outlet of the accumulator 5 is arranged, which serves to under filling detection, but can also be used for setting and monitoring a required low pressure.

Ein weiterer Druck-Temperatursensor pT1 des Kältemittelkreislaufs 1 nach 1 dient zur Bestimmung der Kältemitteltemperatur sowie des Hochdrucks des verdichteten Mediums am Austritt des Kältemittelverdichters 6. Die Überwachung dieser beiden Größen dient dazu, die maximal zulässigen mechanischen und thermischen Belastungen der Kälteanlage speziell am Austritt des Kältemittelverdichters 6 zu überwachen und ggf. durch Abregelungsmaßnahmen, eingefordert über das Steuergerät 8, den Systembetrieb zu limitieren, um die zulässigen Höchstwerte nicht zu überschreiten.Another pressure-temperature sensor pT1 of the refrigerant circuit 1 to 1 Used to determine the refrigerant temperature and the high pressure of the compressed medium at the outlet of the refrigerant compressor 6 , The monitoring of these two variables serves to determine the maximum permissible mechanical and thermal loads of the refrigeration system, especially at the outlet of the refrigerant compressor 6 to monitor and possibly by Abregelungsmaßnahmen, demanded via the control unit 8th to limit the system operation so as not to exceed the maximum permissible values.

Ein gemäß des Kältemittelkreislaufs 1 nach 1 stromabwärts des Heizkondensators 9 oder Heizgaskühlers 9 angeordneter Druck-Temperatursensor pT4 dient zur Steuerung der unterschiedlichen Betriebsmodi des Kältemittelkreislaufs 1, insbesondere im Wärmepumpenmodus bei aktiv durchströmten Heizkondensator 9 oder Heizgaskühler 9 durch die als Klimasteuergerät ausgebildet Regelvorrichtung 8.One according to the refrigerant circuit 1 to 1 downstream of the heating condenser 9 or heating gas cooler 9 arranged pressure-temperature sensor pT4 serves to control the different operating modes of the refrigerant circuit 1 . in particular in the heat pump mode with actively flowed through the heating condenser 9 or heating gas cooler 9 by the control device designed as a climate control unit 8th ,

Der an der Austrittsseite des Kondensators 7 oder Gaskühlers 7 vorgesehene Druck-Temperatursensor pT3 dient primär zur Einstellung bzw. Überwachung des Systembetriebsgrößen optimaler Hochdruck bei überkritischem Systembetrieb bzw. Unterkühlung nach Gaskühler 7 bei unterkritischem Systembetrieb.The on the outlet side of the capacitor 7 or gas cooler 7 provided pressure-temperature sensor pT3 Primarily used to set or monitor the system operating variables optimum high pressure in supercritical system operation or subcooling after gas cooler 7 in subcritical system operation.

Anhand des Kältemittelkreislaufs 1 nach 2 oder 3 wird ein Ausführungsbeispiel eines zweiten und eines dritten erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, mit welchem eine zu einer Inhomogenität in der Temperaturverteilung des in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstroms führende Überhitzung des Kältemittels in dem Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer vermieden wird. Falls das den Chiller 2 durchströmende Kältemittel in einen überhitzten Zustand gerät, führt dies zu keiner Inhomogenität an einem in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstrom. Bei Einsatz von beiden Innenraum-Verdampfern 3 und 4 wird der Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer und der weitere Innenraum-Verdampfer 4 als Heckverdampfer eingesetzt. Zunächst wird von einem Kältemittelkreislauf 1 nach 2 ohne einen solchen Heckverdampfer ausgegangen.Based on the refrigerant circuit 1 to 2 or 3 an embodiment of a second and a third method according to the invention is explained, with which leading to an inhomogeneity in the temperature distribution of the guided into the vehicle interior supply air flow overheating of the refrigerant in the interior evaporator 3 is avoided as a front evaporator. If that's the chiller 2 By flowing refrigerant in a superheated state, this does not lead to inhomogeneity at a guided into the vehicle interior supply air. When using both interior evaporators 3 and 4 becomes the interior evaporator 3 as a front evaporator and the other interior evaporator 4 used as a rear evaporator. First of all, a refrigerant circuit 1 to 2 without such a rear evaporator.

Der Kältemittelkreislauf 1 nach 2 entspricht dem Aufbau desjenigen von 1, jedoch mit dem Unterschied, dass dem Innenraum-Verdampfer 3 kein Druck-Temperatursensor pT4_V2 nachgeschaltet ist. Bei dem Kältemittelkreislauf nach 3 ist dagegen dem Chiller 2 kein Druck-Temperatursensor nachgeschaltet, jedoch dem Innenraum-Verdampfer 3 ein Druck-Temperatursensor pT4_V2.The refrigerant circuit 1 to 2 corresponds to the structure of that of 1 , but with the difference that the interior evaporator 3 no pressure-temperature sensor pT4_V2 is downstream. At the refrigerant circuit after 3 is against the chiller 2 no pressure-temperature sensor downstream, but the interior evaporator 3 a pressure-temperature sensor pT4_V2 ,

Bei einem Betrieb des Kältemittelkreislaufs 1 nach 2 mit dem Innenraum-Verdampfer 3 und dem Chiller 2 ist es auch möglich, im Vergleich zu dem Kältemittelkreislauf nach 1 jeweils auf einen der beiden Druck-Temperatursensoren pT4_V1 oder pT4_V2 zu verzichten, wenn in einem ersten Fall der Chiller 2 mit einem Druck-Temperatursensor pT4_V1 (vgl. 2) und im anderen Fall der Innenraum-Verdampfer 3 mit einem Druck-Temperatursensor pT4_V2 auf Überhitzung überwacht wird. Die Überhitzung an derjenigen Komponente 2 oder 3, welcher kältemittelausgangsseitig ein Druck-Temperatursensor pT4_V1 bzw. pT4_V2 zugeordnet ist, wird auf einen maximalen Sollwert beschränkt, der bspw. zwischen 3 und 7 K liegt.During operation of the refrigerant circuit 1 to 2 with the interior evaporator 3 and the chiller 2 it is also possible, compared to the refrigerant circuit after 1 each on one of the two pressure-temperature sensors pT4_V1 or pT4_V2 to renounce, if in a first case the chiller 2 with a pressure-temperature sensor pT4_V1 (see. 2 ) and in the other case the interior evaporator 3 with a pressure-temperature sensor pT4_V2 monitored for overheating. Overheating at that component 2 or 3 , Which refrigerant outlet side, a pressure-temperature sensor pT4_V1 or. pT4_V2 is assigned is limited to a maximum setpoint, which is, for example, between 3 and 7 K.

Damit soll verhindert werden, dass insbesondere eine der beiden Komponenten, nämlich der Innenraum-Verdampfer 3 durch eine zu große resultierende Überhitzung des austretenden Kältemittels eine luftseitige inhomogene Temperaturverteilung aufweist mit der Folge, dass die Ausblastemperaturen des Zuluftstroms in den Fahrzeuginnenraum in linksseitige, mittige und rechtzeitige Ausströmern zu stark auseinander driften.This is to prevent, in particular, one of the two components, namely the interior evaporator 3 by an excessive overheating of the exiting refrigerant an inhomogeneous temperature distribution on the air side, with the result that the outlet temperatures of the supply air flow in the vehicle interior drift too far apart in left-sided, central and timely vents.

Fehlt eine solche Sensorik, kann je nach Lastfall des Kältemittelkreislaufs 1 ein Umkippen in der Einstellung der Kältemittelgüte über den Akkumulator 5 eintreten, d. h. entweder wird am Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer oder am Chiller 2 der durch den Akkumulator 5 vorgegebene Dampfgehalt eingestellt, wobei das Kältemittel der jeweils anderen Komponente in eine extreme und nicht beeinflussbare Überhitzung überführt werden könnte.If such a sensor is missing, depending on the load situation of the refrigerant circuit 1 a tipping over in the setting of the refrigerant quality over the accumulator 5 enter, ie either on the interior evaporator 3 as a front evaporator or at the chiller 2 the through the accumulator 5 set predetermined steam content, the refrigerant of the other component could be converted into an extreme and uncontrollable overheating.

Im Betrieb des Kältemittelkreislaufs 1 nach 2 wird laufend der Istwert des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers 2 aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors pT4_V1 mittels der Regelvorrichtung 8 bestimmt und wenigstens auf einen minimalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades bzw. zulässigen Überhitzungsgrades geregelt. Hierzu wird der Chiller 2 durch entsprechende Steuerung des Öffnungsgrades des zugehöriger) Expansionsorgans AE_V1 mindestens mit der minimalen Überhitzung bzw. Mindestüberhitzung entsprechend des minimalen Sollwertes des Zielüberhitzungsgrades betrieben.During operation of the refrigerant circuit 1 to 2 is the actual value of the degree of superheat of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller 2 from the measured values of the pressure-temperature sensor pT4_V1 by means of the control device 8th determined and regulated at least to a minimum target value of a target superheat degree or permissible degree of superheating. This is the chiller 2 by appropriate control of the degree of opening of the associated) expansion element AE_V1 operated at least with the minimum overheating or minimum superheating corresponding to the minimum target value of the target superheat degree.

Dieser minimale Sollwert für den Zielüberhitzungsgrad ist verdampfer- und lastfallabhängig, kann jedoch auf einen konstanten Wert zwischen 3 und 7 K eingestellt werden.This minimum target overheating target is evaporator and load case dependent, but can be set to a constant value between 3 and 7K.

Bei einer Regelung des Kältemittels bis hin auf diesen minimalen Sollwert wird durch den Chiller 2 mit dieser Mindestüberhitzung eine maximale Kälteleistung erzeugt, so dass aufgrund der Eigenschaft des niederdruckseitigen Akkumulators 5 eine zu Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung des Zuluftstroms führende Überhitzung des Kältemittels am Verdampferaustritt des Innenraum-Verdampfers 3 nicht auftreten kann. Dies trifft natürlich auch dann zu, wenn das Kältemittel des Chillers 2 ausgehend von dem minimalen Sollwert zu höheren Überhitzungsgraden hin geregelt wird, wodurch die von dem Chiller 2 erzeugte Kälteleistung abnimmt. Die Kühlleistung des Chillers 2 wird mittels des ersten Expansionsorgans AE_V1 entsprechend einer Sollabkühltemperatur des Kühlmittels des mit dem Chiller 2 thermisch gekoppelten Kühlmittelkreislaufs 2.1 geregelt.When controlling the refrigerant down to this minimum setpoint is through the chiller 2 generates a maximum cooling capacity with this minimum superheating, so that due to the nature of the low-pressure side accumulator 5 a leading to inhomogeneities in the temperature distribution of the supply air overheating of the refrigerant at the evaporator outlet of the interior evaporator 3 can not occur. Of course, this also applies if the refrigerant of the chiller 2 is controlled from the minimum setpoint to higher degrees of overheating, thereby reducing the chiller 2 produced cooling capacity decreases. The cooling capacity of the chiller 2 is by means of the first expansion organ AE_V1 corresponding to a target cooling temperature of the coolant with the chiller 2 thermally coupled coolant circuit 2.1 regulated.

In Betriebsart des Kältemittelkreislaufs 1 gemäß 2, bei welchem das Kältemittel im Chiller 2 auf wenigstens einen minimalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt wird, wird der Innenraum-Verdampfer 3 mittels einer Unterkühlungsregelung oder mittels einer Regelung auf einen optimalen Hochdruck im Kältemittelkreislauf im Zusammenwirken mit dem Kältemittelverdichter 6 und dem seinerseits angefahrenen Niederdrucks auf einen Sollwert der Ausblastemperatur des in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstromes eingeregelt.In operating mode of the refrigerant circuit 1 according to 2 in which the refrigerant in the chiller 2 is controlled to at least a minimum target value of a target superheat degree, the interior evaporator 3 by means of a Undercooling or by means of a control to an optimal high pressure in the refrigerant circuit in cooperation with the refrigerant compressor 6 and the low-pressure, which in turn is approached, are regulated to a desired value of the discharge temperature of the supply air flow guided into the vehicle interior.

Auch im Betrieb des Kältemittelkreislaufs 1 nach 3, bei welchem von den beiden Komponenten 2 und 3 lediglich der Innenraum-Verdampfer 3 ausgangsseitig einen Druck-Temperatursensor pT4_V2 aufweist, wird laufend der Istwert des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers 3 aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors pT4_V2 mittels der Regelvorrichtung 8 bestimmt und auf einen maximal zulässigen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt. Hierzu wird der Innenraum-Verdampfer 3 durch entsprechende Steuerung des Öffnungsgrades des zugehörigen Expansionsorgans AE_V2 mindestens mit der minimalen Überhitzung bzw. Mindestüberhitzung entsprechend des zulässigen Sollwertes des Zielüberhitzungsgrades betrieben.Also during operation of the refrigerant circuit 1 to 3 in which of the two components 2 and 3 only the interior evaporator 3 on the output side a pressure-temperature sensor pT4_V2 has, is the current value of the degree of superheat of the refrigerant at the refrigerant outlet of the interior evaporator continuously 3 from the measured values of the pressure-temperature sensor pT4_V2 by means of the control device 8th determined and regulated to a maximum allowable setpoint of a target degree of overheating. For this purpose, the interior evaporator 3 by appropriate control of the degree of opening of the associated expansion element AE_V2 operated at least with the minimum overheating or minimum superheating according to the allowable target value of the target superheat degree.

Dieser zulässige Sollwert für den Zielüberhitzungsgrad ist verdampfer- und lastfallabhängig, kann jedoch auf einen konstanten Wert zwischen 3 und 7 K eingestellt werden.This permissible target value for the target degree of superheating is dependent on the evaporator and load case, but can be set to a constant value between 3 and 7 K.

Bei einer Regelung des Kältemittels auf diesen maximal zulässigen Sollwert, wird durch den Innenraum-Verdampfer 3 eine maximale Kälteleistung erzeugt, so dass aufgrund der Eigenschaft des niederdruckseitigen Akkumulators eine zu Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung des Zuluftstroms führende Überhitzung des Kältemittels am Verdampferaustritt des Innenraum-Verdampfers 3 nicht auftreten kann. Die Kälteleistung des Innenraum-Verdampfers 3 wird mittels des Kältemittelverdichters 6 auf einen Sollwert der Ausblastemperatur des in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstromes geregelt.When regulating the refrigerant to this maximum permissible setpoint, is through the interior evaporator 3 generates a maximum cooling capacity, so that due to the property of the low-pressure side accumulator leading to inhomogeneities in the temperature distribution of the supply air overheating of the refrigerant at the evaporator outlet of the interior evaporator 3 can not occur. The cooling capacity of the interior evaporator 3 is by means of the refrigerant compressor 6 regulated to a desired value of the outlet temperature of the guided into the vehicle interior supply air.

In dieser Betriebsart des Kältemittelkreislaufs 1 gemäß 3, bei welchem das Kältemittel im Innenraum-Verdampfer 3 auf wenigstens einen maximalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt wird, wird der Chiller 2 mittels Steuerung des Öffnungsgrades des ersten Expansionsventil AE_V1 auf eine Sollabkühltemperatur des Kühlmittels des mit dem Chiller 2 gekoppelten Kühlmittelkreislaufs 2.1 geregelt.In this operating mode of the refrigerant circuit 1 according to 3 in which the refrigerant in the interior evaporator 3 is controlled to at least a maximum target value of a target superheat degree, the chiller 2 by controlling the opening degree of the first expansion valve AE_V1 to a target cooling temperature of the coolant with the chiller 2 coupled coolant circuit 2.1 regulated.

Auch bei dem Kältemittelkreislauf 1 gemäß 2 oder 3 kann in Analogie zu 1 neben dem Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer ein weiterer Innenraum-Verdampfer als Heckverdampfer eingesetzt werden, dem ein Expansionsorgan AE_V3 vorgeschaltet und ein Druck-Temperatursensor pT4_V3 nachgeschaltet ist. Dieser weitere Innenraum-Verdampfer 4 ist zusammen mit dem Expansionsorgan AE_V3 und dem Druck-Temperatursensor pT4_V3 entsprechend demjenigen des Kältemittelkreislaufs 1 nach 1 in den Kältemittelkreislaufs 1 nach 2 oder 3 eingebunden.Even with the refrigerant circuit 1 according to 2 or 3 can be analogous to 1 next to the interior evaporator 3 as a front evaporator another interior evaporator can be used as a rear evaporator, which is an expansion organ AE_V3 upstream and a pressure-temperature sensor pT4_V3 is downstream. This further interior evaporator 4 is together with the expansion organ AE_V3 and the pressure-temperature sensor pT4_V3 corresponding to that of the refrigerant circuit 1 to 1 in the refrigerant circuit 1 to 2 or 3 involved.

Im gleichzeitigen Betrieb dieser beiden Innenraum-Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 1 nach 2 oder 3 wird der Istwert der Überhitzung des Kältemittels am Kältemittelaustritt des weiteren Innenraum-Verdampfers als Heckverdampfer erfasst und auf eine maximale Überhitzung mit einem weiteren maximalen Sollwert zwischen 3 K und 5 K eingestellt. Je niedriger dieser maximale Sollwert eingestellt wird, desto bessere Eigenschaften hinsichtlich der luftseitigen Temperaturhomogenität treten an dem weiteren Innenraum-Verdampfer als Heckverdampfer auf. So wird einerseits die besagte luftseitige Inhomogenität und andererseits eine zu starke Flutung des Heckverdampfers aufgrund eines zu hohen Kältemittelmassenstroms verhindert. Somit kann dieser weitere Innenraum-Verdampfer mit optimaler Füllung und Effizienz betrieben werden. Mit der Vorgabe des maximalen Sollwertes für die Überhitzung ist auch stets gewährleistet, dass im Standardbetriebsfall des Kältemittelkreislaufs 1, d. h. bei Erzeugung von maximaler Kälteleistung durch den Innenraum-Verdampfer 3 als Frontverdampfer, der Akkumulator 5 den Dampfgehalt an diesem Innenraum-Verdampfer 3 einstellt. Wird als Sonderfall ausschließlich neben dem Chiller 2 nur der Heckverdampfer betrieben, können die Messsignale des zugehörigen Druck-Temperatursensors ignoriert werden, da der Akkumulator 5 den Dampfgehalt einstellt. Mittels des zugehörigen Expansionsorgans des Heckverdampfers erfolgt eine Unterkühlungsregelung oder eine Regelung auf einen optimalen Hochdruck.In the simultaneous operation of these two interior evaporator of the refrigerant circuit 1 to 2 or 3 the actual value of the overheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the further interior evaporator is detected as a rear evaporator and set to a maximum overheating with a further maximum setpoint between 3 K and 5 K. The lower this maximum setpoint value is set, the better properties with regard to the air-side temperature homogeneity occur at the further interior evaporator as a rear evaporator. Thus, on the one hand, said air-side inhomogeneity and, on the other hand, excessive flooding of the rear evaporator due to excessively high refrigerant mass flow is prevented. Thus, this further indoor evaporator can be operated with optimum filling and efficiency. With the specification of the maximum setpoint for overheating is always ensured that in the standard operating case of the refrigerant circuit 1 , ie when generating maximum cooling capacity through the interior evaporator 3 as a front evaporator, the accumulator 5 the vapor content of this interior evaporator 3 established. Is as a special case exclusively next to the chiller 2 Only the rear evaporator operated, the measurement signals of the associated pressure-temperature sensor can be ignored because the accumulator 5 adjusts the steam content. By means of the associated expansion of the rear evaporator is a supercooling or regulation to an optimum high pressure.

Die in den Kältemittelkreisläufen 1 gemäß den 1, 2 und 3 verwendete Sensorik kann vereinfacht werden, d.h. die zum Einsatz kommenden Druck-Temperatursensoren nach den jeweiligen Verdampfern (Innenraumfront-, Innenraumheckverdampfer, Chiller) und/oder Kondensator und Gaskühler sowie Heizkondensator und Heizgaskühler können in den bereitgestellten Messsignalen auf den Temperaturwert reduziert werden. Das Drucksignal kann entfallen und statt dessen über die verbauten Sensoren am Austritt des Kältemittelverdichters und Austritt des Akkumulators oder ggf. am Eintritt des Kältemittelverdichters über Kennlinien/ Kennfelder abgeleitet und zurückgerechnet werden. In die Abschätzung der Drucksignalwerte am Austritt der jeweiligen Wärmeübertrager fließen in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit, Luftmenge, Luftklappenstellung, Umgebungstemperatur (entspricht der luftseitigen Eintrittstemperatur des jeweils betroffenen Wärmeübertragers), Setpoint (entspricht der luftseitigen Austrittstemperatur des jeweils betroffenen Wärmeübertragers) die zu erwartenden Druckverluste mit ein, so dass unter Einbeziehung dieser Werte in die niederdruck- und hochdruckseitigen Messwerte, die Drucklage am jeweiligen Wärmeübertrager ermittelbar ist. Mit steigender Systemlast ist ein Anstieg und mit sinkender Systemlast ist ein Abfall des Druckverlustes verbunden. Anhand der am Wärmeübertrager umgesetzten Leistung kann der zirkulierende Kältemittelmassenstrom abgeschätzt und darüber der Druckverlust prognostiziert werden.The in the refrigerant circuits 1 according to the 1 . 2 and 3 used sensors can be simplified, ie the pressure-temperature sensors used for the respective evaporators (interior front, interior rear evaporator, chiller) and / or condenser and gas cooler and heating condenser and heating gas cooler can be reduced in the measurement signals provided to the temperature value. The pressure signal can be omitted and instead derived via the built-in sensors at the outlet of the refrigerant compressor and outlet of the accumulator or possibly at the inlet of the refrigerant compressor on curves / maps and calculated back. In the estimation of the pressure signal values at the outlet of the respective heat exchangers flow depending on the humidity, air flow, air flap position, ambient temperature (corresponding to the air side inlet temperature of each affected heat exchanger), Setpoint (corresponds to the air side outlet temperature of each affected heat exchanger) the expected pressure losses, so that incorporating these values into the low pressure and high pressure side measured values, the pressure position at the respective heat exchanger can be determined. With increasing system load is an increase and with decreasing system load is a drop in pressure loss associated. Based on the power converted at the heat exchanger, the circulating refrigerant mass flow can be estimated and above this the pressure loss can be predicted.

Anstelle eines kostspieligen Kombinationssensors als Druck-Temperatursensor kann ein kostengünstigerer Temperatursensor Verwendung finden.Instead of a costly combination sensor as a pressure-temperature sensor, a lower-cost temperature sensor can be used.

Im Folgenden soll der Heizbetrieb des Kältemittelkreislaufs 1 nach 1 beschrieben werden, wobei diese Beschreibung auch für den Kältemittelkreislauf 1 nach 1 und nach 2 gilt.The following is the heating operation of the refrigerant circuit 1 to 1 be described, this description also for the refrigerant circuit 1 to 1 and after 2 applies.

Im Heizbetrieb des Kältemittelkreislaufs 1 gemäß den 1, 2 und 3 wird unter Einsatz des Chillers 2 zur Realisierung einer Wasser-Wärmepumpe oder unter Einsatz des äußeren Kondensators 7 oder Gaskühlers 7 als Wärmepumpenverdampfer zur Realisierung einer Luft-Wärmepumpe das Absperrventil A4 geschlossen und das Absperrventil A3 geöffnet, so dass heißes Kältemittel, bspw. R744 in den Heizzweig 1.1 strömen kann.In heating mode of the refrigerant circuit 1 according to the 1 . 2 and 3 is using the chiller 2 to realize a water heat pump or using the outer capacitor 7 or gas cooler 7 as a heat pump evaporator for the realization of an air heat pump, the shut-off valve A4 closed and the shut-off valve A3 open, leaving hot refrigerant, eg. R744 in the heating branch 1.1 can flow.

Zur Durchführung der Heizfunktion mittels des Chillers 2 strömt das mittels des Kältemittelverdichters 6 verdichtete Kältemittel über das geöffnete Absperrventil A3 zur Abgabe von Wärme an einen in den Fahrzeuginnenraum geführten Zuluftstrom in den inneren Heizkondensator 9 oder Heizgaskühler 9 und wird anschließend über das geöffnete Absperrventil A1 und den Abzweigpunkt Ab1 mittels des Expansionsorgans AE_V1 in den Chiller 2 zur Aufnahme von Abwärme der in dem Kühlmittelkreislauf 2.1 angeordneten elektrischen und/oder elektronischen Komponenten entspannt. Bei dieser Heizfunktion ist sind die Expansionsorgane AE3 und AE4 geschlossen.To carry out the heating function by means of the chiller 2 this flows through the refrigerant compressor 6 compressed refrigerant via the open shut-off valve A3 for the delivery of heat to a guided into the vehicle interior supply air flow into the inner heating condenser 9 or heating gas cooler 9 and then via the open shut-off valve A1 and the branch point Ab1 by means of the expansion organ AE_V1 in the chiller 2 for absorbing waste heat in the coolant circuit 2.1 arranged relaxed electrical and / or electronic components. In this heating function are the expansion organs AE3 and AE4 closed.

Zur Durchführung der Heizfunktion mittels des äußeren Kondensators 7 oder des Gaskühlers 7 als Wärmepumpenverdampfer strömt das mittels des Kältemittelverdichters 6 verdichtete Kältemittel über das geöffnete Absperrventil A3 zur Abgabe von Wärme an den in den Fahrgastinnenraum geführten Zuluftstrom in den inneren Heizkondensators 9 oder Heizgaskühlers 9 und wird anschließend über das geöffnete Absperrventil A1 mittels des Expansionsorgans AE3 in den äußeren Kondensator 7 oder Gaskühler 7 zur Aufnahme von Wärme aus der Umgebungsluft entspannt und strömt anschließend über den Wärmepumpenrückführzweig 1.2 zurück zum Kältemittelverdichter 6To carry out the heating function by means of the external capacitor 7 or the gas cooler 7 as a heat pump evaporator that flows by means of the refrigerant compressor 6 compressed refrigerant via the open shut-off valve A3 for the delivery of heat to the supply air flow guided into the passenger compartment into the inner heating condenser 9 or heating gas cooler 9 and then via the open shut-off valve A1 by means of the expansion organ AE3 in the outer capacitor 7 or gas cooler 7 is expanded to absorb heat from the ambient air and then flows through the heat pump return branch 1.2 back to the refrigerant compressor 6

Eine indirekte Dreiecksschaltung wird dadurch realisiert, dass bei geöffnetem Absperrventil A1 das von dem Kältemittelverdichter 6 verdichtete Kältemittel mittels des Expansionsorgans AE_V1 in den Chiller 2 entspannt wird, wobei gleichzeitig kühlmittelseitig, also in dem Kühlmittelkreislauf 2.1 kein Massenstrom erzeugt wird, also bspw. das als Kühlmittel verwendete Wasser auf der Kühlmittelseite des Chillers 2 stehen bleibt bzw. der Chiller 2 nicht aktiv von Kühlmittel durchströmt wird.An indirect triangular circuit is realized that with the shut-off valve open A1 that of the refrigerant compressor 6 compressed refrigerant by means of the expansion device AE_V1 in the chiller 2 is relaxed, at the same time coolant side, ie in the coolant circuit 2.1 no mass flow is generated, so for example. The water used as a coolant on the coolant side of the chiller 2 stops or the chiller 2 is not actively flowed through by coolant.

Bei einem Reheat-Betrieb wird der in den Fahrzeuginnenraum zugeführte Zuluftstrom mittels des Verdampfers drei zunächst gekühlt und damit entfeuchtet, um anschließend mit der dem Zuluftstrom entzogenen Wärme mittels des inneren Heizkondensators 9 oder des Heizgaskühlers 9 diesen Zuluftstrom wieder zu erwärmen. Ein Reheat-Betrieb des Kältemittelkreislaufs 1 wird in Abhängigkeit der Wärmebilanz auf unterschiedliche Weise durchgeführt.In a reheat mode, the supply air flow supplied into the vehicle interior is first cooled by means of the evaporator three and thus dehumidified, in order subsequently to remove the heat withdrawn from the supply air flow by means of the internal heating condenser 9 or the heating gas cooler 9 to heat this supply air again. A reheat operation of the refrigerant circuit 1 is carried out in different ways depending on the heat balance.

So wird bei ausreichender Heizleistung im Kältemittelkreislauf 1 nur der Innenraum-Verdampfer 3 mit Kältemittel durchströmt, indem der innere Heizkondensator oder Heizgaskühler 9 stromabwärtsseitig mittels des geöffneten Absperrventils A1 über das erste Expansionsorgan AE_V2 mit dem Verdampfer 3 fluidverbunden wird, wobei das dem Chiller 2 zugeordnete Expansionsorgan AE_V1 und ebenso wie die zum Kondensator 7 bzw. Gaskühler 7 führende Expansionsorgane AE3 und AE4 gesperrt sind. Aus dem Innenraum-Verdampfer 3 strömt das Kältemittel über das Rückschlagventil R2, über den Akkumulator 5 und den inneren Wärmeübertrager 9 wieder zurück zum Kältemittelverdichter 6, wobei die im Verdampfer 3 aufgenommene Wärme gemeinsam mit dem über den Kältemittelverdichter 6 eingetragenen Wärmestrom über den inneren Kondensator 9 oder Gaskühler 9 wieder an einen in das Fahrzeuginnere geführten Zuluftstrom abgegeben wird.So is with sufficient heating power in the refrigerant circuit 1 only the interior evaporator 3 flows through with refrigerant, by the inner heating condenser or Heizgaskühler 9 downstream by means of the opened shut-off valve A1 about the first expansion organ AE_V2 with the evaporator 3 fluid is connected, which is the chiller 2 associated expansion organ AE_V1 and as well as the capacitor 7 or gas cooler 7 leading expansion organs AE3 and AE4 are locked. From the interior evaporator 3 the refrigerant flows over the check valve R2 , about the accumulator 5 and the internal heat exchanger 9 back to the refrigerant compressor 6 , where in the evaporator 3 absorbed heat together with the over the refrigerant compressor 6 registered heat flow through the inner condenser 9 or gas cooler 9 is returned to a guided into the vehicle supply air flow.

Bei einem Wärmemangel im Kältemittelkreislauf 1 wird zur Wärmeaufnahme zusätzlich zum Verdampfer 3 auch der Chiller 2 durch Öffnen des Expansionsorgans AE_V1 und/oder der äußere Kondensator 7 oder Gaskühler 7 mittels des Expansionsorgans AE3 parallel geschaltet.In the case of a heat shortage in the refrigerant circuit 1 is used for heat absorption in addition to the evaporator 3 also the chiller 2 by opening the expansion device AE_V1 and / or the outer capacitor 7 or gas cooler 7 by means of the expansion organ AE3 connected in parallel.

Auch ist eine parallele Nutzung der Abwärme aus dem Chiller 2 als auch der Umgebungswärme mittels des äußeren Kondensators 7 oder Gaskühlers 7 möglich.Also is a parallel use of the waste heat from the chiller 2 as well as the ambient heat by means of the outer capacitor 7 or gas cooler 7 possible.

Bei einem Wärmeüberschuss im Reheat-Betrieb wird neben dem inneren Heizkondensator oder Heizgaskühler 9 zusätzlich über den äußeren Kondensator 7 oder Gaskühler 7 Wärme an die Umgebung des Fahrzeugs abgegeben, bevor das Kältemittel über den Verdampfer 3 wieder zurück zum Kältemittelverdichter 6 strömt. Hierzu wird mittels des Expansionsorgans AE4 das Kältemittel zur Kondensation auf einen über dem Verdampfungsdruck liegenden Zwischendruck entspannt und anschließend mittels Expansionsorgans AE_V2 in den Verdampfer 3 auf Niederdruck expandiert.In a heat surplus in reheat operation is next to the inner heating condenser or heating gas cooler 9 additionally via the outer capacitor 7 or gas cooler 7 Heat is released to the surroundings of the vehicle before the refrigerant passes through the evaporator 3 back to the refrigerant compressor 6 flows. For this purpose, by means of the expansion organ AE4 the refrigerant for condensation to an intermediate pressure lying above the evaporation pressure and subsequently expanded by means of expansion AE_V2 in the evaporator 3 expanded to low pressure.

Der Zweig mit dem Absperrventil A5 dient als Absaugzweig 1.3, über den im AC-Betrieb des Kältemittelkreislaufs 1 bei geöffnetem Absperrventil A5 und geschlossenen Ventilen AE4 und A3 Kältemittel aus dem Heizzweig 1.1 abzusaugen.The branch with the shut-off valve A5 serves as Absaugzweig 1.3 , about the in the AC operation of the refrigerant circuit 1 with the shut-off valve open A5 and closed valves AE4 and A3 Refrigerant from the heating branch 1.1 suck.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KältemittelkreislaufRefrigerant circulation
1.11.1
Heizzweig des Kältemittelkreislaufs 1 Heating branch of the refrigerant circuit 1
1.21.2
Wärmepumpenrückführzweig des Kältemittelkreislaufs 1Heat pump return branch of the refrigerant circuit 1
1.31.3
Absaugzweig suction branch
22
ChillerChiller
2.02.0
Chiller-ZweigChiller branch
2.12.1
Kühlmittelkreislauf des Chillers 2 Coolant circuit of the chiller 2
33
Innenraum-VerdampferInterior evaporator
3.03.0
Innenraum-Verdampferzweig Interior evaporator branch
44
Innenraum-VerdampferInterior evaporator
4.04.0
weiterer Innenraum-Verdampferzweig further interior evaporator branch
55
niederdruckseitiger Akkumulatorlow-pressure side accumulator
66
KältemittelverdichterRefrigerant compressor
77
Kondensator, GaskühlerCondenser, gas cooler
88th
Regelvorrichtung des KältemittelkreislaufsRegulating device of the refrigerant circuit
99
innerer Heizkondensator oder Heizgaskühlerinternal heating condenser or heating gas cooler
1010
elektrisches Heizelementelectric heating element
1111
innerer Wärmeübertrager internal heat exchanger
A1A1
Absperrventilshut-off valve
A2A2
Absperrventilshut-off valve
A3A3
Absperrventilshut-off valve
A4A4
Absperrventilshut-off valve
A5A5
Absperrventilshut-off valve
AE_V1AE_V1
erstes Expansionsorganfirst expansion organ
AE_V2AE_V2
zweites Expansionsorgansecond expansion organ
AE_V3AE_V3
drittes Expansionsorganthird expansion organ
Ab1Ab1
Abzweigpunktbranching point
Ab2Starting at 2
Abzweigpunkt branching point
AE3AE3
Expansionsorganexpansion element
AE4AE4
Expansionsorgan expansion element
pT1pT1
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT2pT2
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT3pT3
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT4pT4
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT4_V1pT4_V1
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT4_V2pT4_V2
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT4_V3pT4_V3
Druck-Temperatursensor Pressure-temperature sensor
R1R1
Rückschlagventilcheck valve
R2R2
Rückschlagventil check valve
USV1UPS1
Umschaltventilswitching valve
USV2USV2
Umschaltventilswitching valve

Claims (6)

Verfahren zum Betreiben einer einen Kältemittelkreislauf (1) aufweisenden Kälteanlage (1) eines Fahrzeugs im Kältebetrieb mit - einem Chiller-Zweig (2.0), welcher einen Chiller (2), ein erstes Expansionsorgan (AE_V1) und einen stromabwärts des Chillers (2) nachgeschalteten Druck-Temperatursensor (pT4_V1) aufweist und mit einem Kühlmittelkreislauf (2.1) thermisch gekoppelt ist, - wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig (3.0), welcher einen Innenraum-Verdampfer (3) und ein zweites Expansionsorgan (AE_V2) aufweist und dem Chiller-Zweig (2.0) parallel geschaltet ist, - einem einen definierten Dampfgehalt einstellenden niederdruckseitigen Akkumulator (5), - einem Kältemittelverdichter (6), - einem Kondensator oder Gaskühler (7), und - einer Regelvorrichtung (8) mindestens zum Regeln des ersten und zweiten Expansionsorgans (AE_V1, AE_V2) zumindest in Abhängigkeit der Messwerte des Druck-Temperatursensors (pT4_V1), wobei - der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers (2) mittels der Regelvorrichtung (8) aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors (pT4_V1) als Istwerte bestimmt wird, und - der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers (2) durch Steuern des Öffnungsgrades des ersten Expansionsorgans (AE_V1) mittels der Regelvorrichtung (7) in Abhängigkeit der Istwerte des Druck-Temperatursensors (pT4_V1) auf wenigstens einen minimalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt wird.Method for operating a refrigeration system (1) of a vehicle having a refrigerant circuit (1) in the refrigeration mode with - a chiller branch (2.0) which has a chiller (2), a first expansion element (AE_V1) and a pressure-temperature sensor (pT4_V1) connected downstream of the chiller (2) and is thermally coupled to a coolant circuit (2.1), - at least an interior evaporator branch (3.0) which has an interior evaporator (3) and a second expansion element (AE_V2) and is connected in parallel to the chiller branch (2.0), - a low-pressure side accumulator (5) which adjusts a defined vapor content Refrigerant compressor (6), - a condenser or gas cooler (7), and - a control device (8) at least for controlling the first and second expansion device (AE_V1, AE_V2) at least in response to the measured values of the pressure-temperature sensor (pT4_V1), wherein Overheating degree of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller (2) by means of the control device (8) from the measured values of the pressure-temperature sensor (pT4_V1) as actual values determined t, and - the degree of superheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller (2) by controlling the degree of opening of the first expansion element (AE_V1) by means of the control device (7) as a function of the actual values of the pressure-temperature sensor (pT4_V1) to at least a minimum target value of a target superheat degree is regulated. Verfahren zum Betreiben einer einen Kältemittelkreislauf (1) aufweisenden Kälteanlage eines Fahrzeugs im Kältebetrieb mit - einem Chiller-Zweig (2.0), welcher einen Chiller (2) und ein erstes Expansionsorgan (AE_V1) aufweist und mit einem Kühlmittelkreislauf (2.1) thermisch gekoppelt ist, - wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig (3.0), welcher einen Innenraum-Verdampfer (3), einem zweiten Expansionsorgan (AE_V2) und einem stromabwärts des Innenraum-Verdampfers (pT4_V2) nachgeschalteten Druck-Temperatursensor aufweist und dem Chiller-Zweig parallel geschaltet ist, - einem einen definierten Dampfgehalt einstellenden niederdruckseitigen Akkumulator (5), - einem Kältemittelverdichter (6), - einem Kondensator oder Gaskühler (7), und - einer Regelvorrichtung (8) mindestens zum Regeln des ersten und zweiten Expansionsorgans (AE_V1, AE_V2) zumindest in Abhängigkeit der Messwerte des Druck-Temperatursensors (pT4_V2), wobei - der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers (3) mittels der Regelvorrichtung (8) aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors (pT4_V2) als Istwerte bestimmt wird, und - der Überhitzungsgrad des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers (3) durch Steuern des Öffnungsgrades des zweiten Expansionsorgans (AE_V2) mittels der Regelvorrichtung (8) in Abhängigkeit der Istwerte des Druck-Temperatursensors (pT4_V2) auf wenigstens einen maximalen Sollwert eines Zielüberhitzungsgrades geregelt wird.Method for operating a refrigerant circuit (1) having a refrigeration system of a vehicle in the refrigeration mode with a chiller branch (2.0) which has a chiller (2) and a first expansion element (AE_V1) and is thermally coupled to a coolant circuit (2.1), at least one interior evaporator branch (3.0) which has an interior evaporator (3), a second expansion element (AE_V2) and a downstream pressure sensor of the interior evaporator (pT4_V2) and is connected in parallel with the chiller branch, a low pressure side accumulator (5) adjusting a defined steam content, a refrigerant compressor (6), - a condenser or gas cooler (7), and - A control device (8) at least for controlling the first and second expansion element (AE_V1, AE_V2) at least in dependence on the measured values of the pressure-temperature sensor (pT4_V2), wherein the degree of superheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the interior evaporator (3) is determined by means of the regulating device (8) from the measured values of the pressure-temperature sensor (pT4_V2) as actual values, and - The superheat degree of the refrigerant at the refrigerant outlet of the interior evaporator (3) is controlled by controlling the opening degree of the second expansion element (AE_V2) by means of the control device (8) depending on the actual values of the pressure-temperature sensor (pT4_V2) to at least one maximum target value of a target superheat degree , Verfahren zum Betreiben einer einen Kältemittelkreislauf (1) aufweisenden Kälteanlage eines Fahrzeugs im Kältebetrieb mit - einem Chiller-Zweig (2.0), welcher einen Chiller (2), ein erstes Expansionsorgan (AE_V1) und einen stromabwärts des Chillers (2) nachgeschalteten ersten Druck-Temperatursensor (pT4_V1) aufweist und mit einem Kühlmittelkreislauf (2.1) thermisch gekoppelt ist, - wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig (3.0), welcher einen Innenraum-Verdampfer (3), ein zweites Expansionsorgan (AE_V2) und einen stromabwärts des Innenraum-Verdampfers nachgeschalteten zweiten Druck-Temperatursensor (pT4_V2) aufweist und dem Chiller-Zweig (2.0) parallel geschaltet ist, - einem einen definierten Dampfgehalt einstellenden niederdruckseitigen Akkumulator (5), - einem Kältemittelverdichter (6), - einem Kondensator oder Gaskühler (7), und - einer Regelvorrichtung (8) mindestens zum Regeln des ersten und zweiten Expansionsorgans (AE_V1, AE_V2) zumindest in Abhängigkeit der Messwerte des ersten und zweiten Druck-Temperatursensors (pT4_V1, pT4_V2) als Istwerte, wobei - in einer ersten Betriebsart der Innenraum-Verdampfer (3) mit einer gegenüber dem Chiller (2) höheren Kälteleistung auf eine Soll-Luftausblastemperatur mittels eines durch den Kältemittelverdichter (6) eingestellten Niederdrucks geregelt wird, mittels des zweiten Expansionsorgans (AE_V2) die Unterkühlung nach dem Kondensator oder Gaskühler (7) eingestellt wird und der Chiller (2) mittels des ersten Expansionsorgans (AE_V1) auf eine Soll-Abkühltemperatur des Kühlmittels geregelt wird, und - in einer zweiten Betriebsart der Chiller (2) mit einer gegenüber dem Innenraum-Verdampfer (3) höheren Kälteleistung geregelt wird, - in der zweiten Betriebsart ein Istwert des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers (3) mittels der Regelvorrichtung (8) aus den Messwerten des zweiten Druck-Temperatursensors (pT4_V2) bestimmt wird, und - in der zweiten Betriebsart bei einem über einem verdampfer- und betriebslastabhängigen maximalem Sollwert liegenden Istwert des Überhitzungsgrades mittels der Regelvorrichtung (8) der Öffnungsgrad des zweiten Expansionsorgans (AE_V2) auf den maximalen Sollwert des Überhitzungsgrades geregelt wird.Method for operating a refrigerant circuit (1) having a refrigeration system of a vehicle in the refrigeration mode with a chiller branch (2.0) which has a chiller (2), a first expansion element (AE_V1) and a first pressure-temperature sensor (pT4_V1) connected downstream of the chiller (2) and is thermally coupled to a coolant circuit (2.1), - At least one interior evaporator branch (3.0) having an interior evaporator (3), a second expansion element (AE_V2) and a downstream of the interior evaporator downstream second pressure-temperature sensor (pT4_V2) and the chiller branch (2.0) in parallel is switched, a low pressure side accumulator (5) adjusting a defined steam content, a refrigerant compressor (6), - a condenser or gas cooler (7), and - A control device (8) at least for controlling the first and second expansion element (AE_V1, AE_V2) at least as a function of the measured values of the first and second pressure-temperature sensor (pT4_V1, pT4_V2) as actual values, wherein - In a first mode of operation of the interior evaporator (3) with a relation to the chiller (2) higher cooling capacity to a target air outlet temperature by means of a set by the refrigerant compressor (6) low pressure is controlled, by means of the second expansion element (AE_V2) to the subcooling the condenser or gas cooler (7) is set and the chiller (2) by means of the first expansion element (AE_V1) is controlled to a desired cooling temperature of the coolant, and in a second operating mode, the chiller (2) is regulated with a higher cooling capacity than the interior evaporator (3), - In the second mode, an actual value of the superheat degree of the refrigerant at the refrigerant outlet of the interior evaporator (3) by means of the control device (8) from the measured values of the second pressure-temperature sensor (pT4_V2) is determined, and - In the second mode at a lying above a vaporizer and operating load-dependent maximum setpoint actual value of the degree of overheating by means of the control device (8) the degree of opening of the second expansion element (AE_V2) is controlled to the maximum setpoint of the degree of superheating. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem - der Kältemittelkreislauf (1) mit einem weiteren Innenraum-Verdampferzweig (4.0) ausgebildet wird, welcher einen weiteren Innenraum-Verdampfer (4), ein drittes Expansionsorgan (AE_V3) und einen stromabwärts des Innenraum-Verdampfers (4) nachgeschalteten Druck-Temperatursensor (pT4_V3) aufweist, - die beiden Innenraum-Verdampferzweige (3.0, 4.0) parallel geschaltet werden, - ein Istwert des Überhitzungsgrades des Kältemittels am Kältemittelaustritt des weiteren Innenraum-Verdampfers (4) mittels der Regelvorrichtung (8) aus den Messwerten des Druck-Temperatursensors (pT4_V3) des weiteren Innenraum-Verdampfers (4.0) bestimmt wird, und - ein über einem verdampfer- und betriebslastabhängigen weiteren maximalem Sollwert liegenden Istwert des Überhitzungsgrades mittels der Regelvorrichtung (8) der Öffnungsgrad des dritten Expansionsorgans (AE_V3) auf den maximalen Sollwert des Überhitzungsgrades geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, in which - The refrigerant circuit (1) with a further interior evaporator branch (4.0) is formed, which another interior evaporator (4), a third expansion element (AE_V3) and a downstream of the interior evaporator (4) downstream pressure-temperature sensor (pT4_V3 ) having, - the two interior evaporator branches (3.0, 4.0) are connected in parallel, an actual value of the superheat degree of the refrigerant at the refrigerant outlet of the further interior evaporator (4) is determined by means of the regulating device (8) from the measured values of the pressure-temperature sensor (pT4_V3) of the further interior evaporator (4.0), and - An over evaporator and operating load-dependent further maximum setpoint actual value of the superheat degree by means of the control device (8) the degree of opening of the third expansion element (AE_V3) is controlled to the maximum target value of the superheat degree. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zur Unterfüllungserkennung des Kältemittelkreislaufs (1) dem Akkumulator (5) stromabwärts des Kältemittels ein Druck-Temperatursensor (pT2) nachgeschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein for detecting underfilling of the refrigerant circuit (1) the accumulator (5) downstream of the refrigerant, a pressure-temperature sensor (pT2) is connected downstream. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem anstelle wenigstens eines Druck-Temperatursensors (pT4_V1, pT4_V2, pT4_V3) ein Temperatursensor verwendet wird, wobei der wenigstens eine Druckwert des wenigstens einen Druck-Temperatursensors (pT4_V1, pT4_V2, pT4_V3) in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Kältemittelkreislaufs (1) und Klimaparametern geschätzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein instead of at least one pressure-temperature sensor (pT4_V1, pT4_V2, pT4_V3), a temperature sensor is used, wherein the at least one pressure value of the at least one pressure-temperature sensor (pT4_V1, pT4_V2, pT4_V3) depending on operating parameters of Refrigerant circuit (1) and climate parameters is estimated.
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