DE102018209769A1 - Method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit - Google Patents

Method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit Download PDF

Info

Publication number
DE102018209769A1
DE102018209769A1 DE102018209769.0A DE102018209769A DE102018209769A1 DE 102018209769 A1 DE102018209769 A1 DE 102018209769A1 DE 102018209769 A DE102018209769 A DE 102018209769A DE 102018209769 A1 DE102018209769 A1 DE 102018209769A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refrigerant
chiller
pressure
low pressure
interior evaporator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102018209769.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102018209769B4 (en
Inventor
Dirk Schroeder
Christian Rebinger
Helmut Rottenkolber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=66529973&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102018209769(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102018209769.0A priority Critical patent/DE102018209769B4/en
Priority to PCT/EP2019/060730 priority patent/WO2019242912A1/en
Priority to CN201980040560.0A priority patent/CN112292276B/en
Publication of DE102018209769A1 publication Critical patent/DE102018209769A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102018209769B4 publication Critical patent/DE102018209769B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3205Control means therefor
    • B60H1/3211Control means therefor for increasing the efficiency of a vehicle refrigeration cycle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/323Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/02Subcoolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/06Superheaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/385Dispositions with two or more expansion means arranged in parallel on a refrigerant line leading to the same evaporator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3228Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32281Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising a single secondary circuit, e.g. at evaporator or condenser side
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H2001/3236Cooling devices information from a variable is obtained
    • B60H2001/3238Cooling devices information from a variable is obtained related to the operation of the compressor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H2001/3236Cooling devices information from a variable is obtained
    • B60H2001/3248Cooling devices information from a variable is obtained related to pressure
    • B60H2001/3252Cooling devices information from a variable is obtained related to pressure of the refrigerant at an evaporating unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H2001/3236Cooling devices information from a variable is obtained
    • B60H2001/3255Cooling devices information from a variable is obtained related to temperature
    • B60H2001/3263Cooling devices information from a variable is obtained related to temperature of the refrigerant at an evaporating unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H2001/3269Cooling devices output of a control signal
    • B60H2001/327Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit
    • B60H2001/3272Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit to control the revolving speed of a compressor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H2001/3269Cooling devices output of a control signal
    • B60H2001/327Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit
    • B60H2001/3275Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit to control the volume of a compressor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H2001/3269Cooling devices output of a control signal
    • B60H2001/3285Cooling devices output of a control signal related to an expansion unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022Compressor control arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs (10) einer Kälteanlage eines Fahrzeugs mit- einem Chiller-Zweig (1.0), welcher einen Chiller (1), ein erstes Expansionsorgan (AE1) und einen ersten Druck-Temperatursensor (pT1) aufweist,- wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig (2.0), welcher einen Innenraum-Verdampfer (2) und ein zweites Expansionsorgan (AE2) aufweist und dem Chiller-Zweig (1.0) parallel geschaltet ist,- einem Kältemittelverdichter (3) und einem Kondensator oder Gaskühler (4), wobei- in einem Single-Chiller-Modus der Betriebspunkt des Kältemittelkreislaufs (10) am Kältemittelaustritt des Chillers (1) nahe der Taulinie des Kältemittels eingestellt wird,- der Niederdruck und die zugehörige Temperatur des Kältemittels mittels des ersten Druck-Temperatursensors (pT1) des Chillers (1) detektiert wird, und- der Niederdruck durch Steuerung des Kältemittelverdichters (3) auf einen von Umgebungsbedingungen und der benötigten Kühlleistung des Chillers (1) abhängigen maximalen Niederdruckwert beschränkt oder unter Reduzierung der Kühlleistung an dem Chiller (1) abgesenkt wird, wenn eine Drehmomentüberlastung am Kältemittelverdichter (3) detektiert wird oder eine vorgegebene Abweichung der Temperatur von der Tauline des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers (1) detektiert wird.The invention relates to a method for operating a refrigerant circuit (10) of a refrigeration system of a vehicle with a chiller branch (1.0) which has a chiller (1), a first expansion element (AE1) and a first pressure-temperature sensor (pT1), - at least one interior evaporator branch (2.0), which has an interior evaporator (2) and a second expansion element (AE2) and the chiller branch (1.0) is connected in parallel, - a refrigerant compressor (3) and a condenser or gas cooler ( 4), - in a single chiller mode, the operating point of the refrigerant circuit (10) at the refrigerant outlet of the chiller (1) is set near the dew line of the refrigerant, - the low pressure and the associated temperature of the refrigerant by means of the first pressure-temperature sensor ( pT1) of the chiller (1) is detected, and - the low pressure by controlling the refrigerant compressor (3) to one of the ambient conditions and the required cooling capacity The maximum low pressure value dependent on the chiller (1) is limited or reduced while reducing the cooling capacity on the chiller (1) if a torque overload is detected on the refrigerant compressor (3) or a predetermined deviation of the temperature from the tauline of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller ( 1) is detected.

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 with at least two evaporators, namely at least one interior evaporator and an evaporator designed as a chiller.

Der Innenraum-Verdampfer kann als Frontverdampfer und/ 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 and / or as a rear evaporator of the vehicle interior and is used to condition an incoming air flow entering the vehicle interior.

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 wie dies bspw. aus der DE 10 2017 108 809 A1 , der DE 10 2016 108 468 A1 oder der DE 10 2009 015 658 A1 bekannt ist.In addition to the interior or front evaporator, electrified vehicles require a separate coolant circuit for the conditioning and temperature control of the energy store, which is usually implemented as a high-voltage battery. Such a coolant circuit is coupled to the refrigerant circuit by means of a heat exchanger, such a heat exchanger in turn also being designed as an evaporator for cooling an air stream or as a so-called chiller for cooling a coolant, as is known, for example, from US Pat DE 10 2017 108 809 A1 , the DE 10 2016 108 468 A1 or the DE 10 2009 015 658 A1 is known.

Die DE 10 2016 117 075 A1 beschreibt ein System, bei welchem eine Hochvoltbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs mittels eines Kühlmittelkreislaufs gekühlt wird, welcher einen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher aufweist, welcher mit einem Kältemittelkreislauf thermisch gekoppelt ist. Um die Notwendigkeit kältemittelbasierter Verdampfer zu reduzieren, wird das Kühlmittel aus dem Kühlmittelkreislauf auch für eine Kühlung einer hinteren Zone des Fahrgastraums unter Verwendung eines Kühlmittel-Luft-Wärmetauschers eingesetzt. Zusätzlich wird auch ein passiver Kühlmodus mittels eines der Umgebungsluft des Fahrzeugs ausgesetzten passiven Kühlers für die Hochvoltbatterie bereitgestellt.The DE 10 2016 117 075 A1 describes a system in which a high-voltage battery of a hybrid or electric vehicle is cooled by means of a coolant circuit which has a coolant-coolant heat exchanger which is thermally coupled to a coolant circuit. In order to reduce the need for refrigerant-based evaporators, the coolant from the coolant circuit is also used for cooling a rear zone of the passenger compartment using a coolant-air heat exchanger. In addition, a passive cooling mode is also provided for the high-voltage battery by means of a passive cooler which is exposed to the ambient air of the vehicle.

In ähnlicher Weise beschreibt auch die DE 10 2014 001 022 A1 einen Kühlmittelkreislauf für eine Hochvoltbatterie, die über einen Wärmetauscher mit einem Kältemittelkreislauf thermisch gekoppelt ist. Dieser Kühlmittelkreislauf weist einen Kühler auf, der mittels der Umgebungsluft des Fahrzeugs beaufschlagt wird. Dieser Kühler kann mittels einer Bypass-Leitung umgangen werden.In a similar way, the DE 10 2014 001 022 A1 a coolant circuit for a high-voltage battery, which is thermally coupled to a refrigerant circuit via a heat exchanger. This coolant circuit has a cooler which is acted upon by the ambient air of the vehicle. This cooler can be bypassed using a bypass line.

Aus der DE 10 2009 021 530 A1 ist ein Kühlmittelkreislauf für eine Hochvoltbatterie bekannt, in welchem sowohl ein Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher als auch ein mit einem Kältemittelkreislauf thermisch gekoppelter Chiller angeordnet ist. Der Kühlmittelkreislauf ist derart aufgebaut, dass das Kühlmittel entweder nur durch den Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher oder nur durch den Chiller oder durch beide Komponenten geleitet werden kann.From the DE 10 2009 021 530 A1 A coolant circuit for a high-voltage battery is known, in which both an air-coolant heat exchanger and a chiller thermally coupled to a refrigerant circuit are arranged. The coolant circuit is constructed in such a way that the coolant can be passed either only through the air-coolant heat exchanger or only through the chiller or through both components.

Schließlich sei noch auf die DE 10 2011 118 162 B4 verwiesen, aus welcher ein mehrere Verdampfer aufweisender Kältemittelkreislauf mit einer Wärmepumpenfunktion bekannt ist. Für diesen Kältemittelkreislauf ist neben einem Innenraum-Verdampfer auch ein erster und zweiter Chiller vorgesehen, wobei diesen Verdampfern jeweils ein Expansionsorgan stromaufwärts vorgeschaltet ist. Zusätzlich ist dem Innenraum-Verdampfer ein weiteres Expansionsorgan stromabwärts nachgeschaltet, wodurch dieser Innenraum-Verdampfer auf einem Zwischendruckniveau betreibbar ist. Schließlich wird ein für den Kältebetrieb vorgesehener Kondensator zur Realisierung einer Luftwärmepumpe als Wärmepumpenverdampfer mit einem zugehörigen Expansionsorgan eingesetzt.Finally, be on DE 10 2011 118 162 B4 referenced, from which a refrigerant circuit having a plurality of evaporators with a heat pump function is known. In addition to an interior evaporator, a first and a second chiller are also provided for this refrigerant circuit, an expansion element being connected upstream of these evaporators. In addition, a further expansion element is connected downstream of the interior evaporator, as a result of which this interior evaporator can be operated at an intermediate pressure level. Finally, a condenser intended for cooling operation is used to implement an air heat pump as a heat pump evaporator with an associated expansion element.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kälteanlage eines Fahrzeugs mit wenigstens zwei Verdampfern, nämlich wenigstens einem Innenraum-Verdampfer und einem als Chiller ausgebildeten Verdampfer anzugeben, mit welchem im Single-Chiller-Modus, also bei einem ausschließlichen Betrieb des Chillers ein funktionssicherer und damit fehlerfreier Betrieb des Kältemittelkreislaufs sichergestellt wird.It is an object of the invention to provide a method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit with at least two evaporators, namely at least one interior evaporator and one evaporator designed as a chiller, with which in single-chiller mode, that is to say during an exclusive operation of the Chillers a functionally reliable and therefore error-free operation of the refrigerant circuit is ensured.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Bei diesem Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs einer Kälteanlage eines Fahrzeugs 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 ein zweites Expansionsorgan aufweist und dem Chiller-Zweig parallel geschaltet ist,
  • - einem Kältemittelverdichter, und
  • - einem Kondensator oder Gaskühler, wird
  • - in einem Single-Chiller-Modus der Betriebspunkt des Kältemittelkreislaufs am Kältemittelaustritt des Chillers nahe der Taulinie des Kältemittels eingestellt,
  • - der Niederdruck und die zugehörige Temperatur des Kältemittels mittels des Druck-Temperatursensors des Chillers detektiert, und
  • - der Niederdruck durch Steuerung des Kältemittelverdichters auf einen von Umgebungsbedingungen und der benötigten Kälteleistung des Chillers abhängigen maximalen Niederdruckwert beschränkt oder unter Reduzierung der Kälteleistung an dem Chiller abgesenkt, wenn eine Drehmomentüberlastung am Kältemittelverdichter oder eine vorgegebene Abweichung der Temperatur von der Taulinie des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers detektiert wird.
In this method for operating a refrigerant circuit of a refrigeration system of a vehicle
  • 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 a second expansion element and is connected in parallel with the chiller branch,
  • - a refrigerant compressor, and
  • - a condenser or gas cooler
  • in a single chiller mode, the operating point of the refrigerant circuit at the refrigerant outlet of the chiller is set close to the dew line of the refrigerant,
  • - Detects the low pressure and the associated temperature of the refrigerant by means of the pressure-temperature sensor of the chiller, and
  • - The low pressure by controlling the refrigerant compressor to one of Ambient conditions and the required refrigeration capacity of the chiller-dependent maximum low pressure value is limited or reduced while reducing the refrigeration capacity on the chiller if a torque overload on the refrigerant compressor or a predetermined deviation of the temperature from the dew line of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller is detected.

Um die bei einem hohen Niederdruck im Single-Chiller-Modus und damit bei einer hohen Verdampfungstemperatur des Kältemittels drohenden Nachteile zu vermeiden, wird der mit dem Betreiben des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers nahe an der Taulinie verbundene effiziente Betrieb des Kältemittelkreislaufs, welcher insbesondere für Systeme mit hochdruckseitig angeordnetem Kältemittelspeicher signifikant ist, nur geringfügig verschlechtert, indem bei einer Detektion einer Drehmomentüberlastung am Kältemittelverdichter oder bei einer vorgegebenen Abweichung der Temperatur von der Taulinie des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers entweder der Niederdruck auf einen maximalen zulässigen Niederdruckwert beschränkt oder der Niederdruck bei zumindest gleichbleibender Kälteleistung, jedoch Einbuße in der System effizienz, an dem Chiller abgesenkt wird.In order to avoid the disadvantages threatening with a high low pressure in single chiller mode and thus with a high evaporation temperature of the refrigerant, the efficient operation of the refrigerant circuit associated with the operation of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller is close to the dew line, which is particularly useful for systems is significant with refrigerant storage arranged on the high-pressure side, only slightly worsened by either limiting the low pressure to a maximum permissible low pressure value or detecting the low pressure while maintaining a torque overload on the refrigerant compressor or when the temperature deviates from the dew line of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller Cooling capacity, but a loss in system efficiency when the chiller is lowered.

Mit dem ansteigenden Niederdruck des Kältemittels, i.d.R. ist dieser auch an eine zunehmende Kühlmitteleintrittstemperatur in den Chiller gekoppelt, steigt auch dessen Dichte an und führt damit zu einem erhöhten Kältemittelbedarf im Niederdruckabschnitt des Kältemittelkreislaufs, d.h. es nimmt die Gefahr einer Kältemittelunterfüllung zu, die letztlich in einer Kältemittelunterfüllung münden kann. Damit kann im Single-Chiller-Modus das Kältemittel am Kältemittelaustritt des Chillers nicht mehr nahe der Taulinie betrieben werden, das Kältemittel überhitzt zunehmend. Idealerweise wird bei einer geforderten Kälteleistung der Niederdruck nur so lange angehoben, bis erstmalig ein Anstieg im Wert der Überhitzung des Kältemittel detektiert wird und von diesem Zeitpunkt an erfolgt tendenziell eher eine geringfügige Absenkung des Niederdrucks. Es ist zu berücksichtigen, dass die gewünschte Kälteleistung aus dem Zusammenspiel Niederdruck über den Kältemittelverdichter und Tauliniennähe über das erste Expansionsorgan eingestellt werden.With the increasing low pressure of the refrigerant, usually if this is also coupled to an increasing coolant inlet temperature in the chiller, its density also increases and thus leads to an increased refrigerant requirement in the low-pressure section of the refrigerant circuit, i.e. the risk of an underfilling of refrigerant increases, which can ultimately result in an underfilling of refrigerant. This means that in single-chiller mode, the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller can no longer be operated close to the dew line, the refrigerant increasingly overheats. Ideally, when the cooling capacity is required, the low pressure is only increased until an increase in the value of the overheating of the refrigerant is detected for the first time, and from this point onwards the low pressure tends to decrease slightly. It must be taken into account that the desired cooling capacity from the interaction of low pressure is set via the refrigerant compressor and close to the dew line via the first expansion element.

Mit der Reduktion des Niederdrucks wird auch die Verdampfungstemperatur reduziert. Hierbei wird der Niederdruck mittels einer Regelung des Kältemittelverdichters auf einen solchen Wert reduziert, bei welchem der Anlagenbetriebspunkt für einen effizienten Systembetrieb wiederum nahe der Taulinie eingestellt wird. Da nun die Option im Raum stehen kann, mehr Kälteleistung bereitzustellen, als letztlich systemseitig gefordert ist, wäre ein (hochfrequenter) On-Off-Betrieb oder Zwei-Punkt-Regelbetrieb der Kälteanlage denkbar. Darüber hinaus könnte das System längere Zeit mit Überschusskälteleistung arbeiten, bevor für einen längeren Zeitraum der Kältekreis im Sinne eines niederfrequenten Zwei-Punkt-Regelbetriebs ruht.With the reduction in low pressure, the evaporation temperature is also reduced. Here, the low pressure is reduced to a value by regulating the refrigerant compressor at which the system operating point is again set close to the dew line for efficient system operation. Since there may now be an option in the room to provide more cooling capacity than is ultimately required by the system, (high-frequency) on-off operation or two-point control operation of the refrigeration system would be conceivable. In addition, the system could work with excess cooling capacity for a longer period of time before the cooling circuit is idle for a longer period in the sense of a low-frequency two-point control mode.

Ein dritte Option stellt die Einstellung eines typischen maximalen Niederdrucks des Kältemittelkreislaufs dar, bspw. 4,5 bar bei einem R1234yf-System, bei dann zunehmender Überhitzung aufgrund der Reduktion des Kältemittelmassenstroms über das erste Expansionsorgan.A third option is the setting of a typical maximum low pressure of the refrigerant circuit, for example 4.5 bar with an R1234yf system, with increasing overheating due to the reduction of the refrigerant mass flow via the first expansion element.

Der maximale Niederdruckwert wird in Abhängigkeit der Umgebungsbedingung und der aktuellen Kälteleistung des Chillers bestimmt. Die Umgebungsbedingungen betreffen bspw. die Umgebungstemperatur, d.h. als Verdampfungstemperatur sollte bei Anlauf des Kältemittelkreislaufs ein Wert unterhalb der Umgebungstemperatur eingestellt werden, damit mit der Dauer des Betriebs unter Berücksichtigung der Werte am ersten Druck-Temperatursensor wieder der effizienzoptimale Betriebspunkt angefahren werden kann. Die aktuelle Kälteleistung des Chillers bestimmt den maximalen Niederdruckwert derart, dass mit abnehmendem Kälteleistungsbedarf auf der Kühlmittelseite des Chillers tendenziell ein immer weiter ansteigender Wert des Niederdruckniveaus sich abzeichnet.The maximum low pressure value is determined depending on the ambient conditions and the current cooling capacity of the chiller. The environmental conditions relate, for example, to the ambient temperature, i.e. As the evaporation temperature, a value below the ambient temperature should be set when the refrigerant circuit starts up so that the operating point, which is optimized for efficiency, can be restarted with the duration of operation, taking into account the values at the first pressure / temperature sensor. The current cooling capacity of the chiller determines the maximum low pressure value in such a way that as the cooling capacity requirement on the coolant side of the chiller decreases, an increasing value of the low pressure level tends to become apparent.

Die Detektion der Drehmomentüberlast an dem Kältemittelverdichter wird bei einem elektrisch angetriebenen Kältemittelverdichter dadurch realisiert, dass ein solcher Kältemittelverdichter bei einer Drehmomentüberlast ein Fehlersignal erzeugt, welches einer Steuereinheit des Kältemittelkreislaufs, bspw. einem Klimasteuergerät zugeführt wird. Bei einem mechanisch, bspw. durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Kältemittelverdichter wird eine Drehmomentüberlast dadurch detektiert, dass die kraftschlüssige Verbindung der Magnetkupplung ins Rutschen versetzt wird.The detection of the torque overload on the refrigerant compressor is realized in an electrically driven refrigerant compressor in that such a refrigerant compressor generates an error signal in the event of a torque overload, which is fed to a control unit of the refrigerant circuit, for example an air conditioning control unit. In the case of a refrigerant compressor that is driven mechanically, for example by an internal combustion engine, a torque overload is detected in that the non-positive connection of the magnetic coupling is caused to slip.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird im Anschluss an die Absenkung des Niederdrucks die Kälteleistung am Chiller mittels einer Regelung des ersten Expansionsorgans zusammen mit dem Kältemittelverdichter wieder auf die Sollkälteleistung angepasst. Damit wird wieder diejenige Kälteleistung von dem Chiller erzeugt, die von demselben vor der Absenkung des Niederdrucks erzeugt wurde, jedoch in einem Betriebspunkt mit geringerer Effizienz im Vergleich zu dem vor der Absenkung des Niederdrucks eingestellten Betriebspunkt. Systemseitig wird die Druckdifferenz zwischen der Nieder- und Hochdruckseite und damit das Druckverhältnis angehoben.According to an advantageous development of the invention, following the lowering of the low pressure, the cooling capacity at the chiller is adjusted again to the target cooling capacity by means of a regulation of the first expansion element together with the refrigerant compressor. The cooling power that is generated by the chiller before the lowering of the low pressure is thus generated again by the chiller, but at an operating point with lower efficiency compared to the operating point set before the lowering of the low pressure. On the system side, the pressure difference between the low and high pressure side and thus the pressure ratio is increased.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass

  • - der Kältemittelkreislauf mit einem Niederdruck-Kältemittelsammler ausgebildet wird, mit welchem definierte Kältemitteldampfgehalte einstellbar sind, und
  • - das Kältemittel zur Einstellung auf dessen Taulinie oder nahe der Taulinie im Zwei-Phasen-Gebiet des Kältemittels mittels des Niederdruck-Kältemittelsammlers auf einen Überhitzungsgrad von 0 K eingestellt wird.
Another advantageous embodiment provides that
  • - the refrigerant circuit is designed with a low-pressure refrigerant collector, with which defined refrigerant vapor contents can be set, and
  • - The refrigerant is adjusted to the dew line or close to the dew line in the two-phase region of the refrigerant by means of the low-pressure refrigerant collector to a degree of overheating of 0 K.

Hierbei wird die Eigenschaft des niederdruckseitigen Akkumulators genutzt, dass dieser im Single-Chiller-Modus einen konstanten Dampfgehalt damit eine definierte Kältemittelgüte einstellt, sich also am Kältemittelaustritt des Chillers eine Überhitzung mit einem Wert Null einstellt, d. h. der Zustand des Kältemittels wird auf dessen Taulinie oder links von dieser im Zwei-Phasen-Gebiet des Kältemittels liegend, eingestellt. Mit dem ersten, dem Chiller zugehörigen Expansionsorgan erfolgt für den unterkritischen Betrieb der Kälteanlage eine Unterkühlungsregelung des Kältemittels am Austritt des Kondensators bzw. Gaskühler auf Basis der erfassten Werte für Druck und Temperatur oder für den überkritischen Betrieb der Kälteanlage eine Regelung auf einen optimalen Hochdruck auf Basis der gemessenen Kältemitteltemperatur am Austritt des Gaskühlers, die wiederum als Eingangsgröße für den Sollhochdruck zur Einstellung des Betriebspunkts zum Erzielen der optimalen Systemeffizienz dient..In this case, the property of the low-pressure side accumulator is used, that in single-chiller mode it sets a constant vapor content, thus a defined refrigerant quality, that is, overheating with a value of zero occurs at the refrigerant outlet of the chiller. H. the condition of the refrigerant is set to its dew line or to the left of it in the two-phase area of the refrigerant. The first expansion element belonging to the chiller is used to control the cooling of the refrigerant at the outlet of the condenser or gas cooler for the subcritical operation of the refrigeration system on the basis of the recorded values for pressure and temperature or to regulate it to an optimal high pressure for the refrigeration system the measured refrigerant temperature at the outlet of the gas cooler, which in turn serves as an input variable for the target high pressure for setting the operating point to achieve the optimal system efficiency.

Tritt im Single-Chiller-Modus ein Anstieg des Niederdrucks auf undwird hierbei einer der nachteiligen Folgen (Drehmomentüberlast am Kältemittelverdichter oder zunehmende Überhitzung des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers) detektiert, wird durch entsprechende Steuerung des Kältemittelverdichters der Niederdruck entweder auf den maximalen Niederdruckwert beschränkt oder auf einen Wert unterhalb von diesem maximalen Niederdruckwert abgesenkt. Anschließend wird die Kälteleistung des Chillers wieder auf den vor der Absenkung des Niederdrucks erreichten Wert durch entsprechendes Zusammenwirken von Kältemittelverdichter durch Anstieg von Hub oder Drehzahl und Expansionsorgan i.d.R. durch weiteres Androsseln eingestellt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es zu Situationen kommen kann, in denen der Kältemittelkreislauf als System losgelöst von Unterkühlungsregelung bzw. Regelung des optimalen Hochdrucks arbeiten kann. Hierbei stellt sich ein Betriebspunkt mit, gegenüber dem vor der Absenkung des Niederdrucks erreichten Betriebspunkt, geringeren Effizienz ein.If an increase in low pressure occurs in single chiller mode and one of the disadvantageous consequences (torque overload at the refrigerant compressor or increasing overheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller) is detected, the low pressure is either limited to the maximum low pressure value or to by controlling the refrigerant compressor accordingly lowered a value below this maximum low pressure value. Then the cooling capacity of the chiller is restored to the value reached before the low pressure was reduced by the corresponding interaction of the refrigerant compressor by increasing the stroke or speed and the expansion device as a rule. adjusted by further throttling. It should be taken into account that there can be situations in which the refrigerant circuit can work as a system independent of the supercooling control or the control of the optimal high pressure. In this case, an operating point is set with a lower efficiency than the operating point reached before the lowering of the low pressure.

Damit kann mit steigendem Niederdruck die Chillerleistung bei fester Kühlmittelvorlauftemperatur und gleichzeitig durch eine mittels des ersten Expansionsorgans eingestellter Unterkühlung oder eingestelltem optimalem Hochdruck reduziert werden bis hin zu einem Betriebspunkt an dem mögliche kritische Betriebsgrenzen (Überhitzung, Drehmoment) erreicht werden. Von diesem Zeitpunkt an ist keine weitere Leistungsreduktion mehr möglich, das System hat eine Grenze erreicht.With increasing low pressure, the chiller output can be reduced at a fixed coolant supply temperature and at the same time by subcooling or optimum high pressure set by means of the first expansion element, down to an operating point at which possible critical operating limits (overheating, torque) are achieved. From this point on, no further power reduction is possible, the system has reached a limit.

Eine alternative und vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass

  • - der Kältemittelkreislauf mit einem Hochdruck-Kältemittelsammler ausgebildet wird, und
  • - das Kältemittel zur Einstellung auf oder nahe dessen Taulinie mittels des ersten erstes Expansionsorgans auf einen Überhitzungsgrad mit einem Wert zwischen 3 und 5 K geregelt wird.
An alternative and advantageous embodiment provides that
  • - The refrigerant circuit is formed with a high-pressure refrigerant collector, and
  • - The refrigerant is set to or near its dew line by means of the first first expansion element to a degree of overheating with a value between 3 and 5 K.

Bei einem solchen Kältemittelkreislauf mit einem hochdruckseitigen Kältemittelsammler wird der Betriebspunkt des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers auf oder nahe dessen Taulinie dadurch eingestellt, dass mittels des ersten, d.h. dem Chiller zugehörigen Expansionsorgans ein Überhitzungsgrad mit einem Wert zwischen 3 und 5 K eingeregelt wird. Die Niederdrucklage wird hierbei mit dem Kältemittelverdichter eingestellt. Sinkt die von dem Chiller zu erbringende Kälteleistung, insbesondere bei gleichbleibender Kühlmittelvorlauftemperatur an, steigt gleichzeitig der Niederdruck an, und zwar nicht unerheblich über Standardbetriebsdruckwerte eines Kälteanlagenbetriebs zur Innenraumklimatisierung, bis entweder eine Drehmomentüberlast des Kältemittelverdichters detektiert wird, oder aufgrund der ansteigende Dichte des Kältemittels und der damit verbundenen fehlenden Kältemittelfüllmenge der Überhitzungsgrad ansteigt, also nicht mehr auf den Wert zwischen 3 und 5 K regelbar ist und infolgedessen durch entsprechende Steuerung des Kältemittelverdichters der Niederdruck entweder auf den maximalen Niederdruckwert beschränkt oder unter Anhebung der Kälteleistung des Chillers, bei angenommener gleichbleibender Kühlmittelvorlauftemperatur, abgesenkt wird. Anschließend wird die Kälteleistung des Chillers wieder auf den vor der Absenkung des Niederdrucks erreichten Wert durch entsprechendes Zusammenwirken von Kältemittelverdichter durch Anstieg von Hub oder Drehzahl und Expansionsorgan, i.d.R. durch weiteres Androsseln angehoben. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es zu Situationen kommen kann, in denen das System losgelöst von der Einstellung des optimalen Überhitzungsgrades arbeiten kann oder ggf. mehr Kälteleistung bereitstellt als gefordert wird. Hierbei stellt sich ein Betriebspunkt mit gegenüber dem vor der Absenkung des Niederdrucks erreichten Betriebspunkt geringeren Effizienz ein.In such a refrigerant circuit with a refrigerant collector on the high-pressure side, the operating point of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller is set to or near its chill line by using the first, i.e. a degree of overheating with a value between 3 and 5 K is regulated in the expansion device belonging to the chiller. The low pressure position is set with the refrigerant compressor. If the refrigerating capacity to be provided by the chiller increases, in particular when the coolant supply temperature remains the same, the low pressure rises at the same time, and not insignificantly above standard operating pressure values of a refrigeration system operation for indoor air conditioning, until either a torque overload of the refrigerant compressor is detected or due to the increasing density of the refrigerant and the The associated lack of refrigerant charge increases the degree of overheating, i.e. it can no longer be regulated to a value between 3 and 5 K and, as a result, the low pressure is either limited to the maximum low pressure value by appropriate control of the refrigerant compressor, or reduced while increasing the cooling capacity of the chiller, assuming the coolant flow temperature remains the same becomes. The cooling capacity of the chiller is then restored to the value reached before the low pressure was reduced by the corresponding interaction of the refrigerant compressor by increasing the stroke or speed and the expansion element, usually. raised by further throttling. It should be taken into account that there can be situations in which the system can work independently of the setting of the optimal degree of overheating or, if necessary, provide more cooling capacity than is required. An operating point is set with a lower efficiency than the operating point reached before the low pressure was reduced.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird in einem Chiller- und Verdampferbetrieb dem Innenraum-Verdampfer ein drittes Expansionsorgan stromabwärts nachgeschaltet, wobei

  • - der Innenraum-Verdampfer auf einem Mitteldruckniveau-Niveau betrieben wird, und
  • - der Chiller in Abhängigkeit der angeforderten Kühlleistung durch Regelung des Kältemittelverdichters und des ersten Expansionsorgans auf einem Niederdruck-Niveau betrieben wird.
According to a further preferred embodiment of the invention, in a chiller and evaporator operation, the interior evaporator is followed by a third expansion element downstream, wherein
  • - the interior evaporator is operated at a medium pressure level, and
  • - The chiller is operated at a low pressure level depending on the requested cooling capacity by regulating the refrigerant compressor and the first expansion element.

Bei einem solchen Mehrverdampferbetrieb wird der Innenraum-Verdampfer zur Führungsgröße des Kältemittelprozesses und gibt das Niederdruckniveau und damit die geforderte Verdampfungstemperatur vor. Wenn der Kältemittelkreislauf einen Niederdruck-Kältemittelsammler, also einen niederdruckseitigen Akkumulator aufweist, regelt ein solcher Akkumulator den Dampfgehalt des Kältemittels am Austritt desjenigen Verdampfers, welcher die höchste Kühlleistung erzeugt und damit den größten Kältemittelmassenstrom liefert. Der durch diesen niederdruckseitigen Akkumulator aktiv 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 such a multiple evaporator operation, the interior evaporator becomes the reference variable for the refrigerant process and specifies the low pressure level and thus the required evaporation temperature. If the refrigerant circuit has a low-pressure refrigerant collector, i.e. an accumulator on the low-pressure side, such an accumulator regulates the vapor content of the refrigerant at the outlet of the evaporator that generates the highest cooling capacity and thus delivers the largest refrigerant mass flow. The vapor content actively set by this low-pressure side accumulator occurs here 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.

Bei einem solchen Dualbetrieb wird dem Innenraum-Verdampfer ein elektrisches oder mechanisch regelbares drittes Expansionsorgan nachgeschaltet, welches dafür sorgt, dass im Innenraum-Verdampferzweig keine Unterschreitung eines zur Vereisung führenden Niederdruckdrucks erfolgt. Mit diesem dritten Expansionsorgan wird im Innenraum-Verdampferzweig ein Mitteldruckniveau eingestellt, während im Chiller ein beliebiges Niederdruckniveau mittels des Verdichters in Abhängigkeit der geforderten Kühlleistung des Chillers eingestellt wird. Mit dem ersten, dem Chiller zugeordneten Expansionsorgan wird der Überhitzungsgrad eingestellt, wobei die Kälteleistung des Chillers in Abhängigkeit des Überhitzungsgrades beim jeweiligen Niederdruck variiert werden kann. Hierbei wird die maximale Kälteleistung des Chillers dann erzielt, wenn das Kältemittel am Kältemittelaustritt des Chillers nahe der Taulinie betrieben wird, indem mittels des Expansionsorgans der Überhitzungsgrad auf einen Wert zwischen 3 und 5 K eingeregelt wird. Tatsächlich wird die maximale Kälteleistung für einen bestimmten Niederdruck dann erzielt, wenn der Austrittszustand des Kältemittels am Chiller eher knapp unterhalb der Taulinie zu liegen kommt, jedoch ist aufgrund der Kopplung von Druck und Temperatur weder dieser Punkt noch die Taulinie an sich präzise einstellbar und daher wird der Systembetrieb auf die erwähnten geringen Überhitzungswerte ausgerichtet.In such a dual mode, the interior evaporator is followed by an electrically or mechanically controllable third expansion element, which ensures that in the interior evaporator branch there is no drop below a low pressure leading to icing. With this third expansion element, a medium pressure level is set in the interior evaporator branch, while in the chiller an arbitrary low pressure level is set by means of the compressor depending on the required cooling capacity of the chiller. The degree of overheating is set with the first expansion element assigned to the chiller, the cooling capacity of the chiller being able to be varied as a function of the degree of overheating at the respective low pressure. The maximum cooling capacity of the chiller is achieved when the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller is operated close to the dew line by regulating the degree of overheating to a value between 3 and 5 K by means of the expansion device. In fact, the maximum cooling capacity for a certain low pressure is achieved when the outlet state of the refrigerant at the chiller is slightly below the dew line, but due to the coupling of pressure and temperature, neither this point nor the dew line itself can be precisely adjusted and therefore becomes system operation is geared towards the low overheating values mentioned.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrverdampferbetriebes wird bei einem gegenüber dem Niederdruck des Innenraum-Verdampfers kleineren Niederdruck des Chillers zur Erhöhung der Kühlleistung des Chillers

  • - der Kältemittelzustand am Kältemittelaustritt des Chillers nahe an dessen Taulinie eingestellt, und
  • - der Innenraum-Verdampfer mittels des dritten Expansionsorgans auf einem Mitteldruck-Niveau betrieben.
According to an advantageous development of the multi-evaporator operation according to the invention, the chiller is at a lower pressure than the low pressure of the interior evaporator to increase the cooling capacity of the chiller
  • - The refrigerant state at the refrigerant outlet of the chiller is set close to its dew line, and
  • - The interior evaporator operated by means of the third expansion element at a medium pressure level.

Vorzugsweise wird bei dieser Ausgestaltung der Erfindung zur Reduzierung der Kühlleistung des Chillers durch Regelung des Kältemittelverdichters der Niederdruck des Chillers bis an den Niederdruck des Verdampfers angehoben. Damit wäre dieselbe Betriebssituation gegeben wie ohne des dritten Expansionsorgans.In this embodiment of the invention, the low pressure of the chiller is preferably raised to the low pressure of the evaporator in order to reduce the cooling capacity of the chiller by regulating the refrigerant compressor. This would mean the same operating situation as without the third expansion organ.

Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem dem Niederdruck des Innenraum-Verdampfers entsprechenden Niederdruck des Chillers eine maximale Kühlleistung am Chiller erzeugt, wenn der Zustand des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers nahe an dessen Taulinie eingestellt wird. Die maximale Leistung des Chillers wird also bei minimaler Überhitzung des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers erreicht, tendenziell sogar noch eher in Richtung des Zwei-Phasen-Gebiets des Kältemittels verschoben, jedch sind diese Punkte systemseitig nicht erfassbar und damit nicht stabil einstellbarAccording to another preferred embodiment of the invention, at a low pressure of the chiller corresponding to the low pressure of the interior evaporator, a maximum cooling capacity is generated at the chiller if the condition of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller is set close to its dew line. The maximum performance of the chiller is therefore achieved with minimal overheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller, and tends to be shifted even more towards the two-phase area of the refrigerant; however, these points cannot be detected by the system and can therefore not be set stably

Vorzugsweise wird bei dieser Ausgestaltung der Erfindung bei einem dem Niederdruck des Innenraum-Verdampfers entsprechenden Niederdruck des Chillers die Kühlleistung des Chillers durch eine Erhöhung der Überhitzung des Kältemittels mittels des ersten Expansionsorgans bei konstantem Druck im Innenraum-Verdampfer reduziert.In this embodiment of the invention, the cooling capacity of the chiller is preferably reduced by increasing the superheating of the refrigerant by means of the first expansion element at constant pressure in the interior evaporator at a low pressure of the chiller corresponding to the low pressure of the interior evaporator.

Wird ein System mit hochdruckseitigem Kältemittelsammler eingesetzt ist für den parallelen Betrieb der mindestens zwei Verdampfer (Innenraum-Verdampfer, Chiller) jeweils ein Druck-Temperatursensor den entsprechenden Verdampfern nachzuschalten, um auf diese Weise getrennt voneinander die jeweiligen Kältemittelzustände erfassen und aktiv beeinflussen zu können. Sollte es ausgeschlossen sein, dass die jeweiligen Verdampfer parallel betrieben werden, so kann auf einen der beiden Druck-Temperatursensoren verzichtet werden und ein verbleibender Druck-Temperatursensor stromabwärts im Bereich des Verbindungspunktes der beiden Verdampferzweige eingebracht werden.If a system with a high-pressure side refrigerant collector is used, a pressure-temperature sensor must be connected to the corresponding evaporators for the parallel operation of the at least two evaporators (interior evaporator, chiller), in order to be able to separately detect and actively influence the respective refrigerant states. If it is impossible that the respective evaporators are operated in parallel, one of the two pressure-temperature sensors can be dispensed with and a remaining pressure-temperature sensor can be introduced downstream in the region of the connection point of the two evaporator branches.

Beim System mit niederdruckseitigem Kältemittelsammler sind neben dem Druck-Temperatursensor nach dem Kältemittelsammler zur Leckagedetektion jeweils ein weiterer Druck-Temperatursensor nach den mindestens zwei Verdampfern (Innenraum-Verdampfer, Chiller) vorgesehen, jedoch mindestens so viele Druck-Temperatur-Sensoren entsprechend der Anzahl der Verdampfer reduziert um eine Zähleinheit, damit werden in einem Zwei-Verdampfer-System mindestens ein weiterer Druck-Temperatursensor eingesetzt. Ist auch hier ausgeschlossen, dass die mindestens zwei Verdampfer parallel betrieben werden, so kann vorzugsweise allein auf den einen Druck-Temperatursensor stromabwärts des niederdruckseitigen Kältemittelsammlers zurückgegriffen werden. Folglich ist immer nur ein Verdampfer (Chiller oder Innenraum-Verdampfer) aktiv in Betrieb.In the system with the low-pressure side refrigerant collector, in addition to the pressure-temperature sensor after the refrigerant collector for leak detection, a further pressure-temperature sensor is provided after the at least two evaporators (interior evaporator, chiller), but at least as many pressure-temperature sensors according to the number of evaporators reduced by one Counting unit, so that at least one additional pressure-temperature sensor is used in a two-evaporator system. If here too it is impossible that the at least two evaporators are operated in parallel, then one pressure-temperature sensor downstream of the low-pressure side refrigerant collector can preferably be used alone. As a result, only one evaporator (chiller or indoor evaporator) is always in operation.

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

  • 1 eine Schaltungsanordnung eines Kältemittelkreislaufs zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines niederdruckseitig angeordneten Kältemittelsammlers,
  • 2 eine zur Schaltungsanordnung nach 1 alternative Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines hochdruckseitig angeordneten Kältemittelsammlers, und
  • 3 eine weitere zur Schaltungsanordnung nach 1 alternative Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestattet mit einem dritten Expansionsorgan.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and from the drawings. Show:
  • 1 1 shows a circuit arrangement of a refrigerant circuit for carrying out an embodiment of the method according to the invention using a refrigerant collector arranged on the low pressure side,
  • 2 one according to the circuit arrangement 1 alternative circuit arrangement for carrying out an embodiment of the method according to the invention using a refrigerant collector arranged on the high-pressure side, and
  • 3 another to the circuit arrangement after 1 alternative circuit arrangement for carrying out an embodiment of the method according to the invention equipped with a third expansion element.

Die 1 bis 3 zeigen der Einfachheit halber jeweils einen für den reinen AC-Betrieb (Kühlbetrieb) vorgesehenen Kältemittelkreislauf 10 einer Kälteanlage eines Fahrzeugs. Auf die funktionale Erweiterung hinsichtlich eines Wärmepumpenbetriebs wurde verzichtet, da der Grundgedanke zur Beschreibung des Verfahrens bereits mit dem einfachen Verschaltungskonzept vollumfänglich darstellbar ist. Diese Kältemittelkreisläufe 10 sind in einer identischen Grundstruktur aufgebaut und unterscheiden sich jeweils in der Anordnung eines Kältemittelsammlers als Niederdruck- oder Hochdruck-Kältem ittelsamm ler.The 1 to 3 for the sake of simplicity, each show a refrigerant circuit intended for pure AC operation (cooling operation) 10 a refrigeration system of a vehicle. The functional expansion with regard to heat pump operation was dispensed with, since the basic idea for describing the method can already be fully illustrated with the simple connection concept. These refrigerant circuits 10 are constructed in an identical basic structure and differ in the arrangement of a refrigerant collector as a low-pressure or high-pressure refrigerant collector.

Der Kältemittelkreislauf 10 gemäß den 1 bis 3 besteht aus folgenden Komponenten:

  • - einem Kältemittelverdichter 3,
  • - einem äußeren Kondensator 4 oder Gaskühler 4, welcher mit dem Hochdruckausgang des Kältemittelverdichters 3 fluidverbunden ist,
  • - einem Chiller-Zweig 1.0 mit einem zur Kühlung einer elektrischen Komponente (bspw. eine Hochvoltbatterie, eine elektrische Antriebskomponente usw.) des Fahrzeugs vorgesehenen Chiller 1, einem dem Chiller 1 vorgeschalteten und als elektrisches Expansionsventil ausgebildeten ersten Expansionsorgan AE1 und einem dem Chiller 1 nachgeschalteten ersten Druck-Temperatursensor pT1, wobei der Chiller 1 mit einem Kühlmittelkreislauf 1.1 zur Kühlung der elektrischen Komponente thermisch gekoppelt ist,
  • - einem Innenraum-Verdampferzweig 2.0 mit einem Innenraum-Verdampfer 2 und einem demselben vorgeschalteten und mit einer Absperrfunktion ausgeführten zweiten Expansionsorgan AE2 wobei der Innenraum-Verdampferzweig 2.0 dem Chiller-Zweig 1.0 parallel geschaltet ist,
  • - einem Kältemittelsammler 6.1 bzw. 6.2, der gemäß den 1 und 3 als Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 mit einem nachgeschalteten zweiten Druck-Temperatursensor pT2 dem Chiller-Zweig 1.0 und dem Innenraum-Verdampferzweig 2.0 stromabwärts nachgeschaltet ist und der gemäß 2 als Hochdruck-Kältemittelsammler 6.2 dem äußeren Kondensator 4 oder Gaskühler 4 stromabwärts nachgeschaltet ist,
  • - einem inneren Wärmeübertrager 5, dessen Hochdruckseite den Kondensator 4 oder Gaskühler 4 mit dem Chiller-Zweig 1.0 und dem Innenraum-Verdampferzweig 2.0 fluidverbindet, während dessen niederdruckseitiger Abschnitt gemäß den 1 und 3 zwischen dem Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 und dem Kältemittelverdichter 3 in den Kältemittelkreislauf 10 und gemäß 2 zwischen dem Chiller-Zweig 1.0 und dem Kältemittelverdichter 3 eingebunden ist,
  • - einem dem Kondensator 4 oder Gaskühler 4 nachgeschalteten dritten Druck-Temperatursensor pT3,
  • - einem dem Kältemittelverdichter 3 nachgeschalteten vierten Druck-Temperatursensor pT4,
  • - einem gemäß den 2 und 3 dem Innenraum-Verdampfer 2 stromabwärts nachgeschalteten fünften Druck-Temperatursensor pT5, und
  • - einem gemäß 2 der Parallelschaltung des Chiller-Zweiges 1.0 und des Innenraumverdampfers 2.0 stromabwärts optional in Abhängigkeit der Betriebsstrategie nachgeschalteten sechsten Druck-Temperatursensor pT6.
The refrigerant circuit 10 according to the 1 to 3 consists of the following components:
  • - a refrigerant compressor 3 .
  • - an outer capacitor 4 or gas cooler 4 which is connected to the high pressure outlet of the refrigerant compressor 3 is fluid connected,
  • - a chiller branch 1.0 with a chiller provided for cooling an electrical component (for example a high-voltage battery, an electrical drive component, etc.) of the vehicle 1 , a chiller 1 upstream and designed as an electrical expansion valve first expansion element AE1 and one the chiller 1 downstream first pressure-temperature sensor pT1 , the chiller 1 with a coolant circuit 1.1 is thermally coupled to cool the electrical component,
  • - an interior evaporator branch 2.0 with an interior evaporator 2 and a second expansion element connected upstream of it and designed with a shut-off function AE2 being the interior evaporator branch 2.0 the chiller branch 1.0 is connected in parallel,
  • - a refrigerant collector 6.1 respectively. 6.2 that according to the 1 and 3 as a low-pressure refrigerant collector 6.1 with a downstream second pressure-temperature sensor pT2 the chiller branch 1.0 and the interior evaporator branch 2.0 downstream and is according to 2 as a high-pressure refrigerant collector 6.2 the outer capacitor 4 or gas cooler 4 is connected downstream,
  • - an internal heat exchanger 5 whose high pressure side is the condenser 4 or gas cooler 4 with the chiller branch 1.0 and the interior evaporator branch 2.0 fluidly connected, during its low-pressure side section according to 1 and 3 between the low pressure refrigerant collector 6.1 and the refrigerant compressor 3 into the refrigerant circuit 10 and according to 2 between the chiller branch 1.0 and the refrigerant compressor 3 is involved,
  • - one to the capacitor 4 or gas cooler 4 downstream third pressure-temperature sensor pT3 .
  • - one the refrigerant compressor 3 downstream fourth pressure-temperature sensor pT4 .
  • - one according to the 2 and 3 the interior evaporator 2 downstream fifth pressure-temperature sensor pt5 , and
  • - according to one 2 the parallel connection of the chiller branch 1.0 and the interior evaporator 2.0 downstream sixth pressure-temperature sensor optionally depending on the operating strategy PT6 ,

Ist der Hochdruck-Kältesammler 6.2 in den Kondensator 4 oder Gaskühler 4 integriert ist, so ist der dritte Druck-Temperatursensor pT3 stromabwärts des Kondensators 4 oder Gaskühlers 4 vorzusehen. Da es sich bei solchen Anlagen jedoch in der Regel um Systeme handelt, die ausschließlich für den unterkritischen Anlagenbetrieb vorgesehen sind, kann der dritte Druck-Temperatursensor pT3 entfallen.Is the high-pressure cold collector 6.2 in the capacitor 4 or gas cooler 4 is integrated, so is the third pressure-temperature sensor pT3 downstream of the capacitor 4 or gas cooler 4 provided. However, since such systems are generally systems that are intended exclusively for subcritical system operation, the third pressure-temperature sensor can pT3 omitted.

Schließlich ist für den Kältemittelkreis 10 gemäß den 1 bis 3 ein Klimasteuergerät als Steuereinheit vorgesehen (in den Figuren nicht dargestellt), welchem zu verarbeitende Eingangssignale, wie bspw. Istwerte von Druck-Temperatursensoren zugeführt werden, um hieraus Steuersignale bzw. Sollwerte als Ausgangssignale zur Steuerung der einzelnen Komponenten des Kältemittelkreislaufs 10 zu erzeugen. Finally, for the refrigerant circuit 10 according to the 1 to 3 an air conditioning control unit is provided as a control unit (not shown in the figures), to which input signals to be processed, such as actual values from pressure-temperature sensors, are supplied, from which control signals or setpoints are used as output signals for controlling the individual components of the refrigerant circuit 10 to create.

Der Innenraum-Verdampferzweig 2.0 weist gemäß den 1 und 2 ein Rückschlagventil 7 auf. An dieser Position ist der Innenraum-Verdampferzweig 2.0 gemäß 3 mit einem dritten Expansionsorgan AE3 ausgebildet.The interior evaporator branch 2.0 points according to the 1 and 2 a check valve 7 on. The interior evaporator branch is at this position 2.0 according to 3 with a third expansion organ AE3 educated.

Zunächst wird der Single-Chiller-Betrieb des Kältemittelkreislaufs 10 gemäß den 1 bis 3 beschrieben, bei welchem nur der Chiller 1 zur ausschließlichen Komponentenkühlung (bspw. der Hochvoltbatterie) betrieben wird und hierzu der Innenraum-Verdampferzweig 2.0 mittels des zweiten Expansionsorgans AE2 gesperrt wird.First, the single-chiller operation of the refrigerant circuit 10 according to the 1 to 3 described, in which only the chiller 1 for exclusive component cooling (for example the high-voltage battery) and the interior evaporator branch 2.0 by means of the second expansion organ AE2 is blocked.

In einem solchen Single-Chiller-Betrieb des Kältemittelkreislaufs 10 gemäß 1 und 3 strömt das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel ausgehend von dem Kältemittelverdichter 3 in den äußeren Kondensator 4 oder Gaskühler 4, anschließend in den Hochdruckabschnitt des inneren Wärmeübertragers 5 und wird dann mittels des ersten Expansionsorgans AE1 in den Chiller-Zweig 1.0 entspannt. Aus dem Chiller-Zweig 1.0 strömt das Kältemittel über den Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 und den Niederdruckabschnitt des inneren Wärmeübertragers 5 zurück zum Kältemittelverdichter 3. Hierbei wird die von dem Kühlmittelkreislauf 1.1 auf das Kältemittel übertragene Wärme mittels des Kondensators 4 oder des Gaskühlers 4 auf die Umgebungsluft des Fahrzeugs übertragen.In such a single-chiller operation of the refrigerant circuit 10 according to 1 and 3 the high-pressure refrigerant flows from the refrigerant compressor 3 in the outer capacitor 4 or gas cooler 4 , then into the high pressure section of the internal heat exchanger 5 and then becomes by means of the first expansion organ AE1 in the chiller branch 1.0 relaxed. From the chiller branch 1.0 the refrigerant flows through the low-pressure refrigerant collector 6.1 and the low pressure section of the inner heat exchanger 5 back to the refrigerant compressor 3 , Here, the coolant circuit 1.1 heat transferred to the refrigerant by means of the condenser 4 or the gas cooler 4 transferred to the ambient air of the vehicle.

Der Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 des Kältemittelkreislaufs 10 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 Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 in den nachgeschalteten niederdruckseitigen Abschnitt des inneren Wärmeübertragers 5 zum Kältemittelverdichter 3 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 3, Werte darüber können den Ölrücktransport zum Kältemittelverdichter 3 beeinträchtigen.The low pressure refrigerant collector 6.1 of the refrigerant circuit 10 has the task of separating the gaseous and the liquid phase of the incoming refrigerant from one another and storing or circulating the liquid refrigerant in the sense of a volume buffer, depending on the amount of refrigerant required by the system. That from the low-pressure refrigerant collector 6.1 in the downstream low-pressure section of the inner heat exchanger 5 to the refrigerant compressor 3 extracted refrigerant should have the highest possible and defined vapor content. Practical values range between 80-95%. Values below this mean that the refrigerant is too wet and therefore there is a risk of oil washing out on the refrigerant compressor 3 Values above this can return the oil to the refrigerant compressor 3 affect.

Ferner soll mittels des Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1 das von dem Kältemittelverdichter 3 in den Kältemittelkreislauf 10 eingebrachte und u.a. im Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 eingelagertes Schmieröl wieder zum Kältemittelverdichter 3 zurückgeführt werden. Zu diesem Zweck ist bspw. im Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 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 Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1, das andere (Eintritts-) Rohr führt stromaufwärts in die Saugleitung zum Chiller 1. Bei ausreichender Strömungsgeschwindigkeit im U-Rohr erfolgt durch die Sogwirkung ein Aufsaugen von Öl bzw. Öl-Kältemittelflüssigkeitsgemisch aus dem unteren Bereich des Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1. In Abhängigkeit der Größe der Innenbohrung stellt sich ein Dampfgehalt von bspw. 90% am Ausgang des Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1 ein. Ist die Ölbohrung zu klein, steigt der Dampfgehalt, verbleibt verstärkt Öl und sammelt sich Öl im unteren Bereich des Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1 an, während bei einer zu großen Ölbohrung der Dampfgehalt sinkt und ausgeworfenen Flüssigkeitsanteile ansteigen.Furthermore, by means of the low-pressure refrigerant collector 6.1 that of the refrigerant compressor 3 into the refrigerant circuit 10 brought in and among other things in the low-pressure refrigerant collector 6.1 stored lubricating oil back to the refrigerant compressor 3 to be led back. For this purpose, for example, in the low-pressure refrigerant collector 6.1 a U-shaped (outlet) pipe is integrated, which has an oil hole (also called a sniffer hole) at the lowest point. One open end of the U-tube extends into the vapor space of the low-pressure refrigerant collector above the liquid refrigerant 6.1 , the other (inlet) pipe leads upstream into the suction line to the chiller 1 , If the flow rate in the U-tube is sufficient, the suction effect causes oil or oil / refrigerant liquid mixture to be sucked up from the lower area of the low-pressure refrigerant collector 6.1 , Depending on the size of the inner bore, there is a steam content of, for example, 90% at the outlet of the low-pressure refrigerant collector 6.1 on. If the oil hole is too small, the steam content increases, more oil remains and oil collects in the lower area of the low-pressure refrigerant collector 6.1 on, while if the oil drilling is too large, the vapor content drops and the ejected liquid content increases.

Ein solcher Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 regelt bei einer Inbetriebnahme des Kältemittelkreislaufs 10 oder bei einem Lastwechsel von einem Dual-Betrieb der Verdampfer (also Chiller 1 und Innenraum-Verdampfer 2) auf den Single-Chiller-Betrieb den Dampfgehalt am Kältemittelaustritt des Chillers 1 auf einen konstanten Wert. Der durch den Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 eingestellte Dampfgehalt stellt sich hierbei im eingeschwungenen Zustand des Kältemittelkreislaufs 10 sowohl am Austritt des Chillers 1 als auch am Kältemittelaustritt des Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1 ein. Damit wird der Kältemittelzustand am Kältemittelaustritt des Chillers 1 aufgrund der erläuterten Eigenschaft des Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1 auf der Kurve des konstanten Dampfgehalts (bspw. 90%), nahe der Taulinie betrieben. Dies bedeutet gleichzeitig, dass der Wert der Überhitzung bei regulärem Systembetrieb Null ist. Mittels des ersten Expansionsorgans AE1 erfolgt daher entweder eine Unterkühlungsregelung mittels des dritten Druck-Temperatursensors pT3 oder eine Regelung auf einen optimalen Hochdruck, in Abhängigkeit von einem unter- bzw. überkritischen Systembetrieb.Such a low-pressure refrigerant collector 6.1 regulates when commissioning the refrigerant circuit 10 or in the event of a load change from dual operation of the evaporator (i.e. chiller 1 and interior evaporators 2 ) on single chiller operation the steam content at the refrigerant outlet of the chiller 1 to a constant value. The one through the low-pressure refrigerant collector 6.1 The steam content set here is in the steady state of the refrigerant circuit 10 both at the outlet of the chiller 1 as well as at the refrigerant outlet of the low-pressure refrigerant collector 6.1 on. This means that the refrigerant state at the refrigerant outlet of the chiller 1 due to the explained property of the low-pressure refrigerant collector 6.1 operated on the curve of the constant vapor content (for example 90%), close to the dew line. At the same time, this means that the value of the overheating in normal system operation is zero. By means of the first expansion organ AE1 there is therefore either undercooling control by means of the third pressure-temperature sensor pT3 or control to an optimal high pressure, depending on a sub- or supercritical system operation.

Die Unterkühlungsregelung erfolgt derart, dass über den dritten Druck-Temperatursensor pT3 Druck und Temperatur am Austritt des Kondensators 4 oder Gaskühler 4 erfasst und aus den Werten der Betrag der Unterkühlung ermittelt wird. Bewegt sich der Istwert oberhalb des Sollwertes, so öffnet das erste Expansionsorgan AE1 bis der Sollwert erreicht wurde. Ist der Istwert kleiner als der Sollwert, so wird das erste Expansionsorgan AE1 geschlossen, bis der Sollwert sich einstellt.The supercooling control takes place in such a way that the third pressure-temperature sensor pT3 Pressure and temperature at the outlet of the condenser 4 or gas cooler 4 recorded and the amount of hypothermia is determined from the values. If the actual value moves above the setpoint, the first expansion element opens AE1 until the setpoint is reached has been. If the actual value is less than the target value, the first expansion device AE1 closed until the setpoint is reached.

Die Regelung auf einen optimalen Hochdruck bedeutet, dass über den dritten Druck-Temperatursensor pT3 Druck und Temperatur am Austritt des Kondensators 4 oder Gaskühler 4 erfasst und aus den Werten der Betrag des Sollhochdruckes ermittelt wird. Bewegt sich der Istwert oberhalb des Sollwertes, so öffnet das erste Expansionsorgan AE1 bis der Sollwert erreicht wird. Ist der Istwert kleiner als der Sollwert, so wird erste Expansionsorgan AE1 geschlossen, bis der Sollwert sich einstellt. (!).The regulation to an optimal high pressure means that the third pressure-temperature sensor pT3 Pressure and temperature at the outlet of the condenser 4 or gas cooler 4 recorded and the amount of the target high pressure is determined from the values. If the actual value moves above the setpoint, the first expansion element opens AE1 until the setpoint is reached. If the actual value is smaller than the target value, the first expansion device AE1 closed until the setpoint is reached. (!).

Wird in dem Kältemittelkreislauf 10 gemäß 1 die Funktion einer Unterfüllungserkennung mittels des zweiten Druck-Temperatursensors pT2 realisiert, ist im Single-Chiller-Modus der erste Druck-Temperatursensor pT1 nicht erforderlich, da wie oben ausgeführt am Ausgang des Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 und am Kältemittelaustritt des Chillers 1 nahezu gleiche Druck-Temperaturverhältnisse vorliegen. Wird darüber hinaus der Betrieb des Chillers 1 immer strikt vom Betrieb eines weiteren Verdampfers, also des Innenraum-Verdampfers 2 getrennt, so kann durchgängig für einen Kältemittelkreislauf 10 gemäß 1 auf den ersten Druck-Temperatursensor pT1 verzichtet werden. Der Einsatz dieses ersten Druck-Temperatursensors pT1 ist zwingend erforderlich, falls ein paralleler Betrieb von mindestens zwei Verdampfern, also des Chillers 1 und des Innenraum-Verdampfers 2 vorgesehen ist. Die Mindestanzahl der erforderlichen Druck-Temperatursensoren stromabwärts der eingesetzten Verdampfer entspricht der Anzahl der Verdampfer reduziert um den Zählwert 1.Is in the refrigerant circuit 10 according to 1 the function of an underfill detection by means of the second pressure-temperature sensor pT2 realized, the first pressure-temperature sensor is in single chiller mode pT1 not necessary, as at the outlet of the low-pressure refrigerant collector as stated above 6.1 and at the refrigerant outlet of the chiller 1 almost the same pressure-temperature conditions exist. In addition, the operation of the chiller 1 always strictly from the operation of another evaporator, i.e. the interior evaporator 2 separately, so can be used consistently for a refrigerant circuit 10 according to 1 on the first pressure-temperature sensor pT1 to be dispensed with. The use of this first pressure-temperature sensor pT1 is absolutely necessary if at least two evaporators, i.e. the chiller, are operated in parallel 1 and the interior evaporator 2 is provided. The minimum number of required pressure-temperature sensors downstream of the evaporators used corresponds to the number of evaporators reduced by the count 1 ,

Im Single-Chiller-Modus stellen sich, insbesondere auch in Abhängigkeit der Vorlauftemperatur des Kühlmittels in den Chiller 1, bei einer Regelung auf Unterkühlung oder auf einen optimalen Hochdruck deutlich höhere Niederdrücke im Kältemittelkreislauf 10 im Vergleich zu einem Mehrverdampferbetrieb mittels des Chillers 1 und des Innenraum-Verdampfers 2 ein. Speziell bei hohen Vorlauftemperaturen im Kühlwasser des Kühlmittelkreislaufs 1.1 des Chillers 1 werden hohe Werte im Niederdruck erzielt, die mit fallender Vorlauftemperatur oder mit Zunahme des Abkühlwunsches (Differenztemperatur Wasservorlauf zu Rücklauf) sinken. Insbesondere bei zunehmender Vorlauftemperatur des Kühlmittels am Chiller 1 steigt der Niederdruck im Kältemittelkreislauf 10 an.In single chiller mode, the chiller is placed in the chiller, particularly depending on the flow temperature of the coolant 1 , in the case of regulation to hypothermia or to an optimal high pressure, significantly higher low pressures in the refrigerant circuit 10 compared to a multi-evaporator operation using the chiller 1 and the interior evaporator 2 on. Especially at high flow temperatures in the cooling water of the coolant circuit 1.1 of the chiller 1 high values are achieved in low pressure, which decrease with falling supply temperature or with an increase in the cooling request (differential temperature water supply to return). Especially when the coolant supply temperature increases at the chiller 1 the low pressure in the refrigerant circuit increases 10 on.

Mit dem ansteigenden Niederdruck des Kältemittels steigt auch dessen Dichte an und führt damit zu einem erhöhten Kältemittelbedarf im Niederdruckabschnitt des Kältemittelkreislaufs 10, d. h. es liegt eine Kältemittelunterfüllung vor. Damit kann im Single-Chiller-Modus das Kältemittel am Kältemittelaustritt des Chillers 1 nicht mehr im Zwei-Phasen-Gebiet des Kältemittels und damit nahe der Taulinie betrieben werden, wenn der Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 leer, also kein Kältemittel mehr nachliefern kann und dessen Reservoir ausgeschöpft ist. Der Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 leert sich, es kommt zu einer zunehmenden Überhitzung des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers 1,und damit auch am Austritt des Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1.With the increasing low pressure of the refrigerant, its density also increases and thus leads to an increased refrigerant requirement in the low-pressure section of the refrigerant circuit 10 , ie there is a refrigerant underfill. This means that in single chiller mode, the refrigerant can flow out of the chiller 1 no longer operate in the two-phase area of the refrigerant and thus close to the dew line when the low-pressure refrigerant collector 6.1 empty, i.e. can no longer supply refrigerant and its reservoir has been exhausted. The low pressure refrigerant collector 6.1 empties, there is an increasing overheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller 1 , and thus also at the outlet of the low-pressure refrigerant collector 6.1 ,

Mit der ansteigenden Dichte des Kältemittels und damit des Massenstroms, kann auch eine Drehmomentüberlast am Kältemittelverdichter 3 auftreten.With the increasing density of the refrigerant and thus the mass flow, there can also be a torque overload on the refrigerant compressor 3 occur.

Sobald eine solche Drehmomentüberlast des Kältemittelverdichters 3 und/oder eine zunehmende Überhitzung des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers 1 mittels des ersten Druck-Temperatursensors pT1 (oder gegebenenfalls mittels des zweiten Druck-Temperatursensors pT2) detektiert wird, erfolgt durch einen Regeleingriff an dem als elektrischer Verdichter ausgeführten Kältemittelverdichter 3 eine Absenkung des Niederdrucks, indem die Drehzahl des Kältemittelverdichters 3 und damit die Kühlleistung angepasst wird. Die Absenkung des Niederdrucks erfolgt in Abhängigkeit der Umgebungsbedingung und des Lastfalles am Chiller 1, d.h. der Niederdruck im System wird so lange reduziert, bis die Überhitzungs- bzw. Drehmomentproblematik nicht mehr detektiert werden. Mit dieser Limitierung des maximal zulässigen Niederdrucks nach oben wird der Freiheitsgrad des Niederdrucks, nämlich in beliebiger Weise anzusteigen, eingeschränkt.As soon as such a torque overload of the refrigerant compressor 3 and / or an increasing overheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller 1 by means of the first pressure-temperature sensor pT1 (or possibly by means of the second pressure-temperature sensor pT2 ) is detected, takes place through a control intervention on the refrigerant compressor designed as an electric compressor 3 a lowering of the low pressure by the speed of the refrigerant compressor 3 and thus the cooling capacity is adjusted. The low pressure is reduced depending on the ambient conditions and the load on the chiller 1 , ie the low pressure in the system is reduced until the problem of overheating or torque is no longer detected. With this limitation of the maximum permissible low pressure upwards, the degree of freedom of the low pressure, namely to increase in any way, is restricted.

Die Detektion der Drehmomentüberlast des Kältemittelverdichters 3 erfolgt durch eine Eigendiagnose, wenn der Kältemittelverdichter 3 als elektrischer Kältemittelverdichter ausgeführt ist. Hierzu wird von einem solchen elektrischen Kältemittelverdichter ein entsprechendes Diagnosesignal zur Verfügung gestellt, welches von einer Steuereinheit, bspw. einem Klimasteuergerät ausgewertet wird.The detection of the torque overload of the refrigerant compressor 3 is carried out by self-diagnosis when the refrigerant compressor 3 is designed as an electric refrigerant compressor. For this purpose, a corresponding diagnostic signal is provided by such an electrical refrigerant compressor, which is evaluated by a control unit, for example an air conditioning control unit.

Eine weitere negative Eigenschaft, die in Verbindung mit einer zunehmenden Überhitzung auftreten kann, äußert sich in der Verschlechterung des Ölrücktransports zum Kältemittelverdichter 3, da sich das Öl nun verstärkt im Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 einlagern wird und aufgrund der fehlenden flüssigen Kältemittelphase, mit der das Öl eine Mischung eingeht, das Transportmedium hin zum Kältemittelverdichter 3 nicht mehr zur Verfügung stehtAnother negative characteristic that can occur in connection with increasing overheating is the deterioration in the return of oil to the refrigerant compressor 3 , because the oil is now increasing in the low-pressure refrigerant collector 6.1 is stored and due to the lack of liquid refrigerant phase with which the oil mixes, the transport medium to the refrigerant compressor 3 is no longer available

Alternativ wird der Niederdruck durch Steuerung des Kältemittelverdichters 3 auf einen maximalen Niederdruckwert beschränkt, so dass ein weiterer Anstieg des Niederdrucks am Kältemittelausgang des Chillers 1 verhindert wird. Der maximale Niederdruckwert wird in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen und der Kühlleistung des Chillers 1 festgelegt, d. h. die Verdampfungstemperatur sollte bei einem Anlauf des Kältemittelkreislaufs 10 ein Wert unterhalb der Umgebungstemperatur eingestellt werden oder sich anfangs an dieser orientieren und mit Dauer des Betriebs wieder unter Berücksichtigung der Werte am ersten Druck-Temperatursensor pT1 der effizienzoptimale Betriebspunkt angefahren werden.Alternatively, the low pressure is controlled by controlling the refrigerant compressor 3 limited to a maximum low pressure value, so that a further increase in the low pressure at the refrigerant outlet of the chiller 1 is prevented. The maximum The low pressure value depends on the ambient conditions and the cooling capacity of the chiller 1 fixed, ie the evaporation temperature should start when the refrigerant circuit starts 10 a value below the ambient temperature can be set or initially based on this and with the duration of operation again taking into account the values on the first pressure / temperature sensor pT1 the efficiency-optimal operating point are approached.

Mit der Reduktion des Niederdrucks wird auch die Verdampfungstemperatur des Kältemittels im Chiller 1 reduziert. Um die vor der Reduzierung des Niederdrucks erzeugte Kälteleistung des Chillers 1 wiederherzustellen, wird durch ein Zusammenwirken von Kältemittelverdichter 3 und dem ersten Expansionsorgan AE1 diese Kälteleistung wieder eingestellt, indem durch Anstieg von Hub oder Drehzahl und Verfahren des ersten Expansionsorgans AE1, d. h. in der Regel durch weiteres Androsseln auf die neuen Randbedingungen reagiert wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es zu Situationen kommen kann, in denen das System losgelöst von Unterkühlungsregelung oder Regelung des optimalen Hochdrucks arbeiten kann. und muss, da ansonsten ein Kälteleistungsüberschuss nicht vermieden werden kann. Die vor der Absenkung des Niederdrucks durchgeführte effiziente Regelung des Kältemittelkreislaufs 10 mittels der Unterkühlungsregelung oder der Regelung auf den optimalen Hochdruck wird daher ausgesetzt, bis insbesondere aufgrund geänderter, speziell jedoch gesunkener Kühlmittelvorlauftemperaturen am Chiller 1 sich neue Niederdrucklagen einstellen und dadurch die Rückkehr zum effizienten Systembetrieb ermöglicht wird, d.h. der Kältemittelverdichter 3 sorgt für den Hub bzw. den Betrag der Kühlmittelabkühlung, das erste Expansionsorgan AE1 stellt die Unterkühlung bzw. den optimalen Hochdruck ein..With the reduction of the low pressure, the evaporation temperature of the refrigerant in the chiller 1 reduced. The cooling capacity of the chiller generated before the low pressure was reduced 1 restore, is through a cooperation of refrigerant compressors 3 and the first expansion organ AE1 this cooling capacity is reset by increasing the stroke or speed and moving the first expansion device AE1 , ie usually reacting to the new boundary conditions by further throttling. It has to be taken into account that there can be situations in which the system can work independently of the supercooling regulation or regulation of the optimal high pressure. and must, otherwise an excess cooling capacity cannot be avoided. The efficient control of the refrigerant circuit before lowering the low pressure 10 by means of the supercooling control or the control of the optimal high pressure, it is therefore suspended until, in particular, due to changed, but especially lower, coolant flow temperatures at the chiller 1 new low pressure levels are set and this enables the return to efficient system operation, ie the refrigerant compressor 3 provides the stroke or the amount of coolant cooling, the first expansion element AE1 sets the subcooling or the optimal high pressure ..

In einem Single-Chiller-Betrieb des Kältemittelkreislaufs 10 gemäß 2 strömt das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel ausgehend von dem Kältemittelverdichter 3 in den äußeren Kondensator 4 oder Gaskühler 4, anschließend in den Hochdruck-Kältemittelsammler 6.2 und danach in den Hochdruckabschnitt des inneren Wärmeübertragers 5, um dann mittels des ersten Expansionsorgans AE1 in den Chiller-Zweig 1.0 entspannt zu werden. Aus dem Chiller-Zweig 1.0 strömt das Kältemittel über den Niederdruckabschnitt des inneren Wärmeübertragers 5 zurück zum Kältemittelverdichter 3. Hierbei wird die von dem Kühlmittelkreislauf 1.1 auf das Kältemittel übertragene Wärme gemeinsam mit der verdichterseitig eingebrachten Energie mittels des Kondensators 4 oder des Gaskühlers 4 auf die Umgebungsluft des Fahrzeugs übertragen.In a single-chiller operation of the refrigerant circuit 10 according to 2 the high-pressure refrigerant flows from the refrigerant compressor 3 in the outer capacitor 4 or gas cooler 4 , then into the high-pressure refrigerant collector 6.2 and then into the high pressure section of the internal heat exchanger 5 to then by means of the first expansion device AE1 in the chiller branch 1.0 to be relaxed. From the chiller branch 1.0 the refrigerant flows over the low pressure section of the internal heat exchanger 5 back to the refrigerant compressor 3 , Here, the coolant circuit 1.1 heat transferred to the refrigerant together with the energy introduced on the compressor side by means of the condenser 4 or the gas cooler 4 transferred to the ambient air of the vehicle.

Der Kondensator 4 kann auch mit integriertem Hochdruck-Kältemittelsammler 6.2 ausgeführt sein, in der Regel folgt dem Hochdruck-Kältemittelsammler 6.2 stromabwärts noch ein aus wenigen Flachrohren bestehender in den Umgebungswärmeübertrager integrierter Unterkühlungsabschnitt, an dessen Ausgang stromabwärts der hochdruckseitige Abschnitt des inneren Wärmeübertragers 5 anschließt.The condenser 4 can also with integrated high-pressure refrigerant collector 6.2 usually follows the high-pressure refrigerant collector 6.2 downstream there is a supercooling section consisting of a few flat tubes and integrated into the ambient heat exchanger, at the outlet of which the downstream section of the inner heat exchanger is located 5 followed.

In diesem Single-Chiller-Modus wird die Überhitzung am Kältemittelausgang des Chillers 1 bei einem Kältemittelkreislauf 10 gemäß 2 ebenso nahe an der Taulinie des Kältemittels betrieben, indem die Überhitzung auf einen Wert zwischen 3 und 5 K mittels des ersten Expansionsorgans AE1 geregelt wird, wobei der Überhitzungsgrad mittels des ersten Druck-Temperatursensors pT1 detektiert wird. Bei einer maximalen Kälteleistungsanforderung für den Chiller 1 wird das als elektrisches Expansionsventil ausgeführte erste Expansionsorgan AE1 auf einen minimalen, jedoch noch sicheren detektierbaren Überhitzungswert eingestellt.In this single chiller mode, overheating occurs at the refrigerant outlet of the chiller 1 in a refrigerant circuit 10 according to 2 also operated close to the dew line of the refrigerant by overheating to a value between 3 and 5 K by means of the first expansion device AE1 is regulated, the degree of overheating by means of the first pressure-temperature sensor pT1 is detected. With a maximum cooling capacity requirement for the chiller 1 becomes the first expansion element designed as an electrical expansion valve AE1 set to a minimum, but still safe, detectable overheating value.

Im Single-Chiller-Modus stellen sich bei einer solchen Regelung deutlich höhere Niederdrücke im Kältemittelkreislauf 10 im Vergleich zu einem Mehrverdampferbetrieb mittels des Chillers 1 und des Innenraum-Verdampfers 2 ein. Insbesondere bei zunehmender Kühlmittelvorlauftemperatur am Eintritt des Chillers 1 steigt der Niederdruck im Kältemittelkreislauf 10 an.In single chiller mode, this type of control results in significantly higher low pressures in the refrigerant circuit 10 compared to a multi-evaporator operation using the chiller 1 and the interior evaporator 2 on. Especially when the coolant flow temperature increases at the inlet of the chiller 1 the low pressure in the refrigerant circuit increases 10 on.

Mit dem ansteigenden Niederdruck des Kältemittels steigt auch dessen Dichte an und führt damit zu einem erhöhten Kältemittelbedarf im Niederdruckabschnitt des Kältemittelkreislaufs, d.h. es liegt eine Kältemittelunterfüllung vor. Damit kann im Single-Chiller-Modus das Kältemittel am Kältemittelaustritt des Chillers 1 nicht mehr nahe der Taulinie betrieben werden, da wegen der Kältemittelunterfüllung eine zunehmende Überhitzung des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers 1 auftritt.With the increasing low pressure of the refrigerant, its density also increases and thus leads to an increased refrigerant requirement in the low-pressure section of the refrigerant circuit, ie there is an underfill of the refrigerant. This means that in single chiller mode, the refrigerant can flow out of the chiller 1 can no longer be operated close to the dew line because the refrigerant underfill means that the refrigerant overheats at the refrigerant outlet of the chiller 1 occurs.

Mit der ansteigenden Dichte des Kältemittels kann auch eine Drehmoment-überlast am Kältemittelverdichter 3 auftreten.With the increasing density of the refrigerant, there can also be a torque overload on the refrigerant compressor 3 occur.

Sobald eine solche Drehmomentüberlast des Kältemittelverdichters 3 und/oder eine zunehmende Überhitzung des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers 1 mittels des ersten Druck-Temperatursensors pT1 detektiert wird, erfolgt durch einen Regeleingriff an dem als elektrischer Verdichter ausgeführten Kältemittelverdichter 3 eine Absenkung des Niederdrucks, indem die Drehzahl des Kältemittelverdichters 3 und damit die Kühlleistung reduziert wird. Die Absenkung des Niederdrucks erfolgt in Abhängigkeit der Umgebungsbedingung und des Lastfalles am Chiller 1, d.h. der Niederdruck im System wird so lange reduziert, bis die Überhitzungserscheinung und/oder die Drehmomentüberlast nicht mehr detektiert werden. Mit der Limitierung des maximal zulässigen Niederdrucks nach oben wird der Freiheitsgrad des Niederdrucks, in beliebiger Weise anzusteigen, eingeschränkt.As soon as such a torque overload of the refrigerant compressor 3 and / or an increasing overheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller 1 by means of the first pressure-temperature sensor pT1 is detected, takes place through a control intervention on the refrigerant compressor designed as an electric compressor 3 a lowering of the low pressure by the speed of the refrigerant compressor 3 and thus the cooling capacity is reduced. The low pressure is reduced depending on the ambient conditions and the load on the chiller 1 , ie the low pressure in the system reduced until the overheating phenomenon and / or the torque overload are no longer detected. By limiting the maximum permissible low pressure upwards, the degree of freedom of the low pressure to increase in any way is restricted.

Am Austritt des Innenraum-Verdampfers 2 ist der Druck-Temperatursensor pT5 dafür verantwortlich die Überhitzungsregelung des Kältemittels am Austritt des Innenraum-Verdampfers 2 zu überwachen.At the outlet of the interior evaporator 2 is the pressure-temperature sensor pt5 the overheating control of the refrigerant at the outlet of the interior evaporator is responsible for this 2 to monitor.

Die Detektion der Drehmomentüberlast des Kältemittelverdichters 3 erfolgt durch eine Eigendiagnose, wenn der Kältemittelverdichter 3 als elektrischer Kältemittelverdichter ausgeführt ist. Hierzu wird von einem solchen elektrischen Kältemittelverdichter ein entsprechendes Diagnosesignal zur Verfügung gestellt, welches von einer Steuereinheit, bspw. einem Klimasteuergerät ausgewertet wird.The detection of the torque overload of the refrigerant compressor 3 is carried out by self-diagnosis when the refrigerant compressor 3 is designed as an electric refrigerant compressor. For this purpose, a corresponding diagnostic signal is provided by such an electrical refrigerant compressor, which is evaluated by a control unit, for example an air conditioning control unit.

Alternativ wird der Niederdruck durch Steuerung des Kältemittelverdichters 3 auf einen maximalen Niederdruckwert beschränkt, so dass ein weiterer Anstieg des Niederdrucks am Kältemittelausgang des Chillers 1 verhindert wird. Der maximale Niederdruckwert wird in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen und der Kühlleistung des Chillers 1 festgelegt, d. h. die Verdampfungstemperatur sollte bei einem Anlauf des Kältemittelkreislaufs 10 ein Wert unterhalb der Umgebungstemperatur eingestellt werden oder sich anfangs an dieser orientieren und mit Dauer des Betriebs wieder unter Berücksichtigung der Werte am ersten Druck-Temperatursensor pT1 der effizienzoptimale Betriebspunkt angefahren werden.Alternatively, the low pressure is controlled by controlling the refrigerant compressor 3 limited to a maximum low pressure value, so that a further increase in the low pressure at the refrigerant outlet of the chiller 1 is prevented. The maximum low pressure value depends on the ambient conditions and the cooling capacity of the chiller 1 fixed, ie the evaporation temperature should start when the refrigerant circuit starts 10 a value below the ambient temperature can be set or initially based on this and with the duration of operation again taking into account the values on the first pressure / temperature sensor pT1 the efficiency-optimal operating point are approached.

Mit der Reduktion des Niederdrucks wird auch die Verdampfungstemperatur des Kältemittels im Chiller 1 reduziert. Um die vor der Reduzierung des Niederdrucks erzeugte Kälteleistung des Chillers 1 wiederherzustellen, wird durch ein Zusammenwirken von Kältemittelverdichter 3 und dem ersten Expansionsorgan AE1 diese Kälteleistung wieder eingestellt, indem durch Anstieg von Hub oder Drehzahl und Verfahren des ersten Expansionsorgans AE1, d. h. in der Regel durch weiteres Androsseln auf die neuen Randbedingungen reagiert wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es zu Situationen kommen kann, in denen das System losgelöst von Unterkühlungsregelung bzw. Regelung des optimalen Hochdrucks arbeiten kann und muss, da ansonsten ein Kälteleistungsüberschuss nicht vermieden werden kann. Die vor der Absenkung des Niederdrucks durchgeführte effiziente Regelung des Kältemittelkreislaufs 10 mittels der Unterkühlungsregelung oder der Regelung auf den optimalen Hochdruck wird daher ausgesetzt, bis insbesondere aufgrund geänderter, speziell jedoch gesunkener Kühlmittelvorlauftemperaturen am Chiller 1 sich neue Niederdrucklagen einstellen und dadurch die Rückkehr zum effizienten Systembetrieb ermöglicht wird, d.h. der Kältemittelverdichter 3 sorgt für den Hub oder den Betrag der Kühlmittelabkühlung, das erste Expansionsorgan AE1 stellt die Unterkühlung oder den optimalen Hochdruck ein.With the reduction of the low pressure, the evaporation temperature of the refrigerant in the chiller 1 reduced. The cooling capacity of the chiller generated before the low pressure was reduced 1 restore, is through a cooperation of refrigerant compressors 3 and the first expansion organ AE1 this cooling capacity is reset by increasing the stroke or speed and moving the first expansion device AE1 , ie usually reacting to the new boundary conditions by further throttling. It should be taken into account that there can be situations in which the system can and must work independently of the supercooling control or the control of the optimal high pressure, otherwise an excess cooling capacity cannot be avoided. The efficient control of the refrigerant circuit before lowering the low pressure 10 by means of the supercooling control or the control of the optimal high pressure, it is therefore suspended until, in particular, due to changed, but especially lower, coolant flow temperatures at the chiller 1 new low pressure levels are set and this enables the return to efficient system operation, ie the refrigerant compressor 3 provides the stroke or amount of coolant cooling, the first expansion organ AE1 sets the subcooling or the optimal high pressure.

Es sei ergänzt, dass für den Fall des stets getrennten Betriebs von Chiller 1 und Innenraum-Verdampfer 2, d.h. beide Wärmeübertrager werden nie gleichzeitig betrieben, die beiden Druck-Temperatursensoren pT1 und pT5 entfallen und durch einen Druck-Temperatursensor pT6 stromabwärts des Knotenpunkts des Chiller-Zweiges 1.0 und des Innenraum-Verdampferzweiges 2.0 ersetzt werden können.It should be added that in the case of the always separate operation of Chiller 1 and interior evaporators 2 , ie both heat exchangers are never operated simultaneously, the two pressure-temperature sensors pT1 and pt5 omitted and by a pressure-temperature sensor PT6 downstream of the node of the chiller branch 1.0 and the interior evaporator branch 2.0 can be replaced.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zu Absenkung des Niederdrucks bei einer Detektion einer Drehmomentüberlast am Kältemittelverdichter 3 und/oder einer zunehmender Überhitzung des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers 1 liegt nicht nur in einer Vermeidung des Abschaltens des Kältemittelverdichters 3 bei einer Drehmomentüberlast sondern auch in einer Sicherstellung des Öltransportes und einer ausreichenden Schmierung des Kältemittelverdichters 3 und damit auch einer erhöhten Bauteillebensdauer des Kältemittelverdichters 3.Another advantage of the method according to the invention for lowering the low pressure when a torque overload is detected on the refrigerant compressor 3 and / or an increasing overheating of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller 1 is not only to avoid switching off the refrigerant compressor 3 in the event of a torque overload, but also in ensuring the oil transport and adequate lubrication of the refrigerant compressor 3 and thus also an increased component life of the refrigerant compressor 3 ,

Schließlich wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein Betrieb des Kältemittelkreislaufs 10 im Bereich einer kritischen Füllmenge im Sinne einer potentiellen Kältemittelunterfüllung vermieden.Finally, the method according to the invention also operates the refrigerant circuit 10 avoided in the area of a critical filling quantity in terms of a potential refrigerant underfilling.

Das in den 1 und 2 dem Innenraum-Verdampfer 2 nachgeschaltete Rückschlagventil 7verhindert im Single-Chiller-Modus eine Verlagerung von Kältemittel in den Innenraum-Verdampfer 2. Bei dem Kältemittelkreislauf 10 gemäß 3 übernimmt diese Funktion das dritte Expansionsorgan AE2. Im Folgenden wird ein Mehrverdampferbetrieb, also ein paralleler Betrieb des Chillers 1 und des Innenraum-Verdampfers 2 der Kältemittelkreisläufe 10 gemäß den 1 bis 3 beschrieben.That in the 1 and 2 the interior evaporator 2 downstream check valve 7 prevents the refrigerant from shifting into the interior evaporator in single chiller mode 2 , With the refrigerant circuit 10 according to 3 The third expansion organ takes on this function AE2 , The following is a multi-evaporator operation, i.e. a parallel operation of the chiller 1 and the interior evaporator 2 the refrigerant circuits 10 according to the 1 to 3 described.

Bei einem solchen Mehrverdampferbetrieb wird der Innenraum-Verdampfer 2 zur Führungsgröße des Kälteprozesses und gibt das Niveau des Niederdrucks und damit die geforderte Verdampfungstemperatur vor. Bei einem Kältemittelkreislauf 10 gemäß 1 bedeutet dies, dass mittels des Niederdruck-Kältemittelsammlers 6.1 ein bestimmter konstanter Dampfgehalt am Ausgang des Niederdruck-Kältemittel-sammlers 6.1 und damit auch am Kältemittelaustritt des Innenraum-Verdampfers 2 eingestellt wird. Mittels des ersten Expansionsorgans AE1 wird stets eine vom Leistungsbedarf abhängige Überhitzung oder eine Mindestüberhitzung für maximale Leistung am Kältemittelausgang des Chillers 1 zur Einstellung eines bestimmten den Chiller 1 durchströmenden Kältemittelmassenstrom eingestellt, um damit eine definierte Abkühlung der Wassertemperatur des Kühlmittelkreislaufs 1.1 zu erzielen.In such a multi-evaporator operation, the interior evaporator 2 to the reference variable of the refrigeration process and specifies the level of the low pressure and thus the required evaporation temperature. With a refrigerant circuit 10 according to 1 this means that using the low pressure refrigerant collector 6.1 a certain constant vapor content at the outlet of the low-pressure refrigerant collector 6.1 and thus also at the refrigerant outlet of the interior evaporator 2 is set. By means of the first expansion organ AE1 is always an overheating depending on the power requirement or a minimum overheating for maximum Power at the refrigerant outlet of the chiller 1 to set a particular chiller 1 flowing refrigerant mass flow is set, so that a defined cooling of the water temperature of the coolant circuit 1.1 to achieve.

Auch bei dem Kältemittelkreislauf 10 mit dem Hochdruck-Kältemittelsammler 6.2 wird über das erste Expansionsorgan AE1 des Chillers 1 eine definierte Abkühlung der Wassertemperatur eingeregelt, die über den den Chiller 1 durchströmenden Kältemittelmassenstrom eingestellt wird.Even with the refrigerant circuit 10 with the high pressure refrigerant collector 6.2 is about the first expansion organ AE1 of the chiller 1 A defined cooling of the water temperature is regulated by the chiller 1 flowing refrigerant mass flow is set.

Alternativ kann der Kältemittelkreislauf 10 gemäß 1 auch mit einem dritten Expansionsorgan AE3 betrieben werden, wie dies die 3 zeigt. Dieses dritte Expansionsorgan AE3 gehört zum Innenraum-Verdampferzweig 2.0 und ist dem Innenraum-Verdampfer 2 stromabwärts nachgeschaltet. Der Kältemittelzustand innerhalb des Innenraum-Verdampferzweiges 2.0 kann über einen stromabwärts des Innenraum-Verdampfers 2 vorgesehenen Druck-Temperatursensor pT5 detektiert werden, alternativ kann auch ein dem Innenraum-Verdampfer 2 luftaustrittsseitig nachgeschaltete Lufttemperaturfühler TLuft_ hierfür herangezogen werden.Alternatively, the refrigerant circuit 10 according to 1 also with a third expansion organ AE3 operated like this 3 shows. This third expansion organ AE3 belongs to the interior evaporator branch 2.0 and is the interior evaporator 2 downstream downstream. The refrigerant condition within the interior evaporator branch 2.0 can via a downstream of the interior evaporator 2 provided pressure-temperature sensor pt5 can be detected, alternatively one can also use the interior evaporator 2 downstream air temperature sensors T Luft_ can be used for this.

Dieses als elektrisch oder mechanisch regelbares Expansionsventil ausgeführte dritte Expansionsorgan AE3 sorgt dafür, dass im Innenraum-Verdampferzweig 2.0 keine Unterschreitung eines zur Vereisung führenden Niederdrucks erfolgt.This third expansion element, which is designed as an electrically or mechanically controllable expansion valve AE3 ensures that in the interior evaporator branch 2.0 there is no drop below a low pressure leading to icing.

Damit kann im Innenraum-Verdampferzweig 2.0 ein Mitteldruckniveau eingestellt werden, während am Chiller 1 ein beliebiges Niederdruckniveau unterhalb des Niederdruckniveaus im Verdampferzweig 2.0 mittels des Kältemittelverdichters 3 in Abhängigkeit der geforderten Kühlleistung des Chillers 1 eingestellt wird. Hierzu wird mittels des ersten Expansionsorgans AE1 die Überhitzung am Kältemittelaustritt des Chillers 1 eingestellt, wodurch die Kälteleistung am Chiller 1 in Abhängigkeit des Überhitzungsgrades am Kältemittelaustritt des Chillers 1 beim jeweiligen herrschenden Niederdruck variierbar wird. Hierbei wird die maximale Kälteleistung des Chillers 1 erzielt, wenn an dessen Kältemittelaustritt das Kältemittel nahe der Taulinie des Kältemittels eingestellt wird.This can be used in the interior evaporator branch 2.0 a medium pressure level can be set while on the chiller 1 any low pressure level below the low pressure level in the evaporator branch 2.0 by means of the refrigerant compressor 3 depending on the required cooling capacity of the chiller 1 is set. This is done by means of the first expansion element AE1 the overheating at the refrigerant outlet of the chiller 1 set, which reduces the cooling capacity of the chiller 1 depending on the degree of overheating at the refrigerant outlet of the chiller 1 is variable at the prevailing low pressure. This is the maximum cooling capacity of the chiller 1 achieved when the refrigerant is set at the refrigerant outlet near the dew line of the refrigerant.

Bei einem gegenüber dem Niederdruck des Innenraum-Verdampfers 2 kleineren Niederdruck des Chillers 1 wird zur Erhöhung der Kühlleistung des Chillers 1 das Kältemittel am Kältemittelaustritt des Chillers 1 nahe an dessen Taulinie, d. h. mit einer geringen Überhitzung betrieben und der Innenraum-Verdampfer 2 mittels des dritten Expansionsorgans AE3 auf einem Mitteldruck-Niveau betrieben. Zur Reduzierung der Kühlleistung des Chillers 1 wird durch Regelung des Kältemittelverdichters 3 der Niederdruck des Chillers 1 bis an den Niederdruck des Innenraum-Verdampfers 2 angehoben. Durch weiteres Androsseln des ersten Expansionsorgans AE1 kann zusätzlich die Kälteleistung am Chiller 1 reduziert werden.At one compared to the low pressure of the interior evaporator 2 smaller low pressure of the chiller 1 is used to increase the cooling capacity of the chiller 1 the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller 1 close to its dew line, ie operated with a slight overheating and the interior evaporator 2 by means of the third expansion organ AE3 operated at a medium pressure level. To reduce the cooling capacity of the chiller 1 is controlled by the refrigerant compressor 3 the low pressure of the chiller 1 down to the low pressure of the interior evaporator 2 raised. By further throttling the first expansion element AE1 can also reduce the cooling capacity on the chiller 1 be reduced.

Bei einem dem Niederdruck des Innenraum-Verdampfers 2 entsprechenden Niederdruck des Chillers 1 wird eine maximale Kühlleistung am Chiller 1 erzeugt, wenn das Kältemittel im Kältemittelaustritt des Chillers 1 nahe an dessen Taulinie, also mit minimaler Überhitzung betrieben wird. Die Kühlleistung des Chillers 1 wird durch eine Erhöhung der Überhitzung des Kältemittels mittels des ersten Expansionsorgans AE1 bei konstantem Druck im Innenraum-Verdampfer 2 reduziert.At a low pressure of the interior evaporator 2 corresponding low pressure of the chiller 1 becomes a maximum cooling capacity on the chiller 1 generated when the refrigerant in the refrigerant outlet of the chiller 1 is operated close to its dew line, i.e. with minimal overheating. The cooling capacity of the chiller 1 is achieved by increasing the superheat of the refrigerant using the first expansion element AE1 at constant pressure in the interior evaporator 2 reduced.

Bei einem Kältemittelkreislauf 10 gemäß den 1 bis 3 kann mindestens ein weiterer Innenraum-Verdampfer, bspw. als Heckverdampfer zum Einsatz kommen, welcher mittels eines separaten, elektrisch oder mechanisch regelbaren Expansionsventils auf einem Mitteldruckniveau gehalten wird. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, dieses weitere Expansionsorgan bereits stromaufwärts an das zweite Expansionsorgan AE2 des Innenraum-Verdampfers 2 anzubinden.With a refrigerant circuit 10 according to the 1 to 3 At least one further interior evaporator can be used, for example as a rear evaporator, which is kept at an intermediate pressure level by means of a separate, electrically or mechanically adjustable expansion valve. However, it is particularly advantageous to have this further expansion element upstream of the second expansion element AE2 of the interior evaporator 2 to tie.

Bei dem Kältemittelkreislauf 10 gemäß den 1 bis 3 kann anstelle des als elektrisches Expansionsventil ausgebildeten ersten Expansionsorgans AE1 im Single-Chiller-Modus dieses auch als abschaltbares thermisches Expansionsorgan oder als abschaltbares Orifice Tube mit definierten Öffnungsquerschnitt ausgeführt werden. Die genaue Einstellung der Kühlmitteltemperatur des Kühlmittelkreislaufs 1.1 des Chillers 1 muss daher mittels eines Taktbetriebes des Expansionsorgans um den Sollwert der Kühlmittel-Ausdruckstemperatur am Chiller eingestellt werden.With the refrigerant circuit 10 according to the 1 to 3 can instead of the first expansion element designed as an electrical expansion valve AE1 in single-chiller mode, this can also be designed as a switchable thermal expansion element or as a switchable orifice tube with a defined opening cross-section. The exact setting of the coolant temperature of the coolant circuit 1.1 of the chiller 1 must therefore be set by means of a cyclical operation of the expansion device around the setpoint of the coolant expression temperature on the chiller.

Im Zusammenhang mit dem Hochdruck Kältemittelsammler 6.2 sei vermerkt, dass die Sammlerflasche auch in den Kondensator 4 integriert werden kann, bevor stromabwärts die in den Kondensator 4 integrierte Subcoolstrecke durchströmt wird. In dieser Konstellation, die in dieser Aufbauweise nicht einsetzbar ist für die Ausführung als Luftwärmepumpe, kann der dritte Druck-Temperatursensorsensor pT3 entfallen, da mittels des Kondensators 4, in welchem Hochdruck-Kältemittelsammler 6.2 und Subcoolstrecke integriert sind bereits selbständig eine Unterkühlung des Kältemittels eingestellt wird.In connection with the high pressure refrigerant collector 6.2 it should be noted that the collector bottle also in the condenser 4 can be integrated before downstream into the capacitor 4 flow through the integrated subcool section. In this constellation, which cannot be used in this construction for the execution as an air heat pump, the third pressure-temperature sensor can pT3 omitted because of the capacitor 4 in which high-pressure refrigerant collector 6.2 and subcooling are integrated, subcooling of the refrigerant is automatically set.

Ferner können die beschriebenen Verfahren auch bei einem Kältemittelkreislauf 10 mit Wärmepumpenfunktion realisiert werden.Furthermore, the methods described can also be used in a refrigerant circuit 10 can be realized with a heat pump function.

Schließlich können die beschriebenen Verfahren für alle bekannten Kältemittel, wie R744, R134a, R1234yf usw. eingesetzt werden, wobei speziell für R744-System ausschließlich der Niederdruck-Kältemittelsammler 6.1 Berücksichtigung findet.Finally, the methods described for all known refrigerants, such as R744 . R134a . 1234yf etc. are used, especially for the R744 system only the low-pressure refrigerant collector 6.1 Takes into account.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Chiller des Kältemittelkreislaufs 10 Chiller of the refrigerant circuit 10
1.01.0
Chiller-ZweigChiller branch
1.11.1
Kühlmittelkreislauf des Chillers 1 Coolant circuit of the chiller 1
22
Innenraum-VerdampferInterior evaporator
2.02.0
Innenraum-Verdampferzweig Interior evaporator branch
33
Kältemittelverdichter Refrigerant compressor
44
Kondensator oder Gaskühler Condenser or gas cooler
55
innerer Wärmeübertrager internal heat exchanger
6.16.1
Niederdruck-KältemittelsammlerLow-pressure refrigerant collector
6.26.2
Hochdruck-Kältemittelsammler High-pressure refrigerant collector
77
Rückschlagventil check valve
1010
Kältem ittelkreislauf Refrigerant circulation
AE1AE1
erstes Expansionsorganfirst expansion organ
AE2AE2
zweites Expansionsorgansecond expansion organ
AE3AE3
drittes Expansionsorgan third expansion organ
pT1pT1
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT2pT2
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT3pT3
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT4pT4
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT5pt5
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
pT6PT6
Druck-TemperatursensorPressure-temperature sensor
TLuft T air
LufttemperaturfühlerAir temperature sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102017108809 A1 [0003]DE 102017108809 A1 [0003]
  • DE 102016108468 A1 [0003]DE 102016108468 A1 [0003]
  • DE 102009015658 A1 [0003]DE 102009015658 A1 [0003]
  • DE 102016117075 A1 [0004]DE 102016117075 A1 [0004]
  • DE 102014001022 A1 [0005]DE 102014001022 A1 [0005]
  • DE 102009021530 A1 [0006]DE 102009021530 A1 [0006]
  • DE 102011118162 B4 [0007]DE 102011118162 B4 [0007]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs (10) einer Kälteanlage eines Fahrzeugs mit - einem Chiller-Zweig (1.0), welcher einen Chiller (1), ein erstes Expansionsorgan (AE1) und einen stromabwärts des Chillers (1) nachgeschalteten ersten Druck-Temperatursensor (pT1) aufweist und mit einem Kühlmittelkreislauf (1.1) thermisch gekoppelt ist, - wenigstens einem Innenraum-Verdampferzweig (2.0), welcher einen Innenraum-Verdampfer (2) und ein zweites Expansionsorgan (AE2) aufweist und dem Chiller-Zweig (1.0) parallel geschaltet ist, - einem Kältemittelverdichter (3), und - einem Kondensator oder Gaskühler (4), wobei - in einem Single-Chiller-Modus der Betriebspunkt des Kältemittelkreislaufs (10) am Kältemittelaustritt des Chillers (1) nahe der Taulinie des Kältemittels eingestellt wird, - der Niederdruck und die zugehörige Temperatur des Kältemittels mittels des ersten Druck-Temperatursensors (pT1) des Chillers (1) detektiert wird, und - der Niederdruck durch Steuerung des Kältemittelverdichters (3) auf einen von Umgebungsbedingungen und der benötigten Kühlleistung des Chillers (1) abhängigen maximalen Niederdruckwert beschränkt oder unter Reduzierung der Kühlleistung an dem Chiller (1) abgesenkt wird, wenn eine Drehmomentüberlastung am Kältemittelverdichter (3) oder eine vorgegebene Abweichung der Temperatur von der Taulinie des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers (1) detektiert wird.Method for operating a refrigerant circuit (10) of a refrigeration system of a vehicle a chiller branch (1.0) which has a chiller (1), a first expansion element (AE1) and a first pressure-temperature sensor (pT1) connected downstream of the chiller (1) and is thermally coupled to a coolant circuit (1.1), - at least one interior evaporator branch (2.0), which has an interior evaporator (2) and a second expansion element (AE2) and is connected in parallel to the chiller branch (1.0), - A refrigerant compressor (3), and - A condenser or gas cooler (4), wherein - In a single chiller mode, the operating point of the refrigerant circuit (10) at the refrigerant outlet of the chiller (1) is set near the dew line of the refrigerant, - The low pressure and the associated temperature of the refrigerant is detected by means of the first pressure-temperature sensor (pT1) of the chiller (1), and - The low pressure is limited by controlling the refrigerant compressor (3) to a maximum low pressure value which is dependent on ambient conditions and the required cooling capacity of the chiller (1) or is reduced while reducing the cooling capacity on the chiller (1) if a torque overload on the refrigerant compressor (3) or a predetermined deviation of the temperature from the dew line of the refrigerant is detected at the refrigerant outlet of the chiller (1). Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem im Anschluss der Absenkung des Niederdrucks die Kühlleistung am Chiller (1) mittels einer Regelung des ersten Expansionsorgans (AE1) zusammen mit dem Kältemittelverdichter (3) wieder auf die Sollkühlleistung angepasst wird.Procedure according to Claim 1 , in which, after the lowering of the low pressure, the cooling capacity at the chiller (1) is adjusted to the target cooling capacity by means of a control of the first expansion element (AE1) together with the refrigerant compressor (3). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem - der Kältemittelkreislauf (10) mit einem Niederdruck-Kältemittelsammler (6.1) ausgebildet wird, mit welchem definierte Kältemitteldampfgehalte einstellbar sind, und - das Kältemittel zur Einstellung auf dessen Taulinie oder nahe der Taulinie im Zwei-Phasen-Gebiet des Kältemittels mittels des Niederdruck-Kältemittelsammlers (6.1) auf einen Überhitzungsgrad von 0 K eingestellt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , in which - the refrigerant circuit (10) is designed with a low-pressure refrigerant collector (6.1), with which defined refrigerant vapor contents can be set, and - the refrigerant for adjustment to its dew line or close to the dew line in the two-phase region of the refrigerant by means of Low-pressure refrigerant collector (6.1) is set to a degree of overheating of 0 K. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem - der Kältemittelkreislauf (10) mit einem Hochdruck-Kältemittelsammler (6.2) ausgebildet wird, und - das Kältemittel zur Einstellung auf oder nahe dessen Taulinie mittels des ersten erstes Expansionsorgans (AE1) auf einen Überhitzungsgrad mit einem Wert zwischen 3 und 5 K geregelt wird.Procedure according to Claim 1 , in which - the refrigerant circuit (10) is designed with a high-pressure refrigerant collector (6.2), and - the refrigerant is set to or near its dew line by means of the first first expansion element (AE1) to a degree of overheating with a value between 3 and 5 K. is regulated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem in einem Chiller- und Verdampferbetrieb dem Innenraum-Verdampfer (2) ein drittes Expansionsorgan (AE3) stromabwärts nachgeschaltet wird, wobei - der Innenraum-Verdampfer (2) auf einem Mitteldruckniveau-Niveau betrieben wird, und - der Chiller (1) in Abhängigkeit der angeforderten Kühlleistung durch Regelung des Kältemittelverdichters (3) und des ersten Expansionsorgans (AE1) auf einem Niederdruck-Niveau betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, in which a third expansion element (AE3) is connected downstream of the interior evaporator (2) in a chiller and evaporator operation, wherein - The interior evaporator (2) is operated at a medium pressure level, and - The chiller (1) is operated at a low pressure level depending on the requested cooling capacity by regulating the refrigerant compressor (3) and the first expansion element (AE1). Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem bei einem gegenüber dem Niederdruck des Innenraum-Verdampfers (2) kleineren Niederdruck des Chillers (1) zur Erhöhung der Kühlleistung des Chillers (1) - der Kältemittelzustand am Kältemittelaustritt des Chillers (1) nahe an dessen Taulinie eingestellt wird, und - der Innenraum-Verdampfer (2) mittels des dritten Expansionsorgans (AE3) auf einem Mitteldruck-Niveau betrieben wird.Procedure according to Claim 5 , in the case of which the chiller (1) has a lower pressure than the low pressure of the interior evaporator (2) to increase the cooling capacity of the chiller (1) - the refrigerant state at the refrigerant outlet of the chiller (1) is set close to its dew line, and - the interior evaporator (2) is operated at a medium pressure level by means of the third expansion element (AE3). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem zur Reduzierung der Kühlleistung des Chillers (1) durch Regelung des Kältemittelverdichters (3) der Niederdruck des Chillers (1) bis an den Niederdruck des Innenraum-Verdampfers (2) angehoben wird.Procedure according to Claim 5 or 6 , in which to reduce the cooling capacity of the chiller (1) by regulating the refrigerant compressor (3) the low pressure of the chiller (1) is raised to the low pressure of the interior evaporator (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welchem bei einem dem Niederdruck des Innenraum-Verdampfers (2) entsprechenden Niederdruck des Chillers (1) eine maximale Kühlleistung am Chiller (1) erzeugt wird, wenn der Zustand des Kältemittels am Kältemittelaustritt des Chillers (1) nahe an dessen Taulinie eingestellt wird.Procedure according to one of the Claims 5 to 7 , in which a maximum cooling capacity at the chiller (1) is generated at a low pressure of the chiller (1) corresponding to the low pressure of the interior evaporator (2) if the condition of the refrigerant at the refrigerant outlet of the chiller (1) is set close to its dew line , Verfahren einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welchem bei einem dem Niederdruck des Innenraum-Verdampfers (2) entsprechenden Niederdruck des Chillers (1) die Kühlleistung des Chillers (1) durch eine Erhöhung der Überhitzung des Kältemittels mittels des ersten Expansionsorgans (AE1) bei konstantem Druck im Innenraum-Verdampfer (2) reduziert wird.Procedure one of the Claims 5 to 8th , in which, at a low pressure of the chiller (1) corresponding to the low pressure of the interior evaporator (2), the cooling capacity of the chiller (1) by increasing the superheating of the refrigerant by means of the first expansion element (AE1) at constant pressure in the interior evaporator ( 2) is reduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei welchem bei einem ausschließlichen Betrieb des Innenraum-Verdampfers (2) oder des Chillers (1) auf einem identischen Niederdruckniveau nur ein Druck-Temperatursensor (pT6) stromabwärtsseitig des Chiller-Zweiges (1.0) und des Innenraum-Verdampferzweiges (2.0) angeordnet wird.Procedure according to one of the Claims 5 to 9 , in which, when the interior evaporator (2) or the chiller (1) is operated exclusively at an identical low pressure level, only one pressure-temperature sensor (pT6) is arranged downstream of the chiller branch (1.0) and the interior evaporator branch (2.0) ,
DE102018209769.0A 2018-06-18 2018-06-18 Method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit Active DE102018209769B4 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018209769.0A DE102018209769B4 (en) 2018-06-18 2018-06-18 Method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit
PCT/EP2019/060730 WO2019242912A1 (en) 2018-06-18 2019-04-26 Method for operating a vehicle refrigeration system comprising a refrigerant circuit
CN201980040560.0A CN112292276B (en) 2018-06-18 2019-04-26 Method for operating a refrigeration system of a vehicle with a refrigeration medium circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018209769.0A DE102018209769B4 (en) 2018-06-18 2018-06-18 Method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102018209769A1 true DE102018209769A1 (en) 2019-12-19
DE102018209769B4 DE102018209769B4 (en) 2022-05-19

Family

ID=66529973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018209769.0A Active DE102018209769B4 (en) 2018-06-18 2018-06-18 Method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN112292276B (en)
DE (1) DE102018209769B4 (en)
WO (1) WO2019242912A1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE2050095A1 (en) * 2020-01-30 2021-07-31 Swep Int Ab A refrigeration system
DE102020115273A1 (en) 2020-06-09 2021-12-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Method for operating a compression refrigeration system and compression refrigeration system
DE102020117133A1 (en) 2020-06-30 2021-12-30 Audi Aktiengesellschaft Method for operating a refrigeration system of a motor vehicle and refrigeration system with backflow prevention
WO2022008112A1 (en) * 2020-07-06 2022-01-13 Audi Ag Cooling system with a heat pump function based on an extendable base system and motor vehicle with a cooling system of this type
DE102020120399A1 (en) 2020-08-03 2022-02-03 Audi Aktiengesellschaft Motor vehicle temperature control system with two evaporators connected to a respective refrigerant circuit in the same refrigerant circuit; Motor vehicle and method
WO2022106272A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 Audi Ag Refrigeration system having a heat pump function for a motor vehicle, having a single sensor device on the low-pressure side
FR3125582A1 (en) * 2021-07-26 2023-01-27 Valeo Systemes Thermiques Motor vehicle thermal conditioning system
FR3125581A1 (en) * 2021-07-26 2023-01-27 Valeo Systemes Thermiques Motor vehicle thermal conditioning system
DE102022132131A1 (en) 2022-12-05 2024-06-06 Audi Aktiengesellschaft Refrigeration system with parallel heat exchangers at different pressure levels, operating procedure for the refrigeration system and motor vehicle with refrigeration system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114279139B (en) * 2021-12-23 2022-09-16 西安交通大学 Parallel double-system variable frequency refrigerator with electronic expansion valve and control method thereof

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015658A1 (en) 2008-04-04 2009-11-26 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit HVAC and battery temperature management for one vehicle
DE102009021530A1 (en) 2008-07-09 2010-01-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bypass function for a cooling strategy of a high-voltage battery
US20120125032A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-24 Visteon Global Technologies, Inc. Refrigeration plant with refrigerant evaporator arrangement and process for parallel air and battery contact cooling
DE102014001022A1 (en) 2014-01-27 2015-07-30 Liebherr-Transportation Systems Gmbh & Co. Kg Vehicle cooling circuit
DE102011118162B4 (en) 2011-11-10 2016-01-07 Audi Ag Combined refrigeration system and heat pump and method for operating the system with function-dependent refrigerant transfer within the refrigerant circuit
DE102016108468A1 (en) 2015-05-26 2016-12-01 Ford Global Technologies, Llc COOLING MODES FOR MANAGING A HIGH VOLTAGE BATTERY FOR A VEHICLE
DE102016117075A1 (en) 2015-09-24 2017-03-30 Ford Global Technologies, Llc HYBRID VEHICLE WITH MULTI-ZONES CHANNEL COOLING AND INTEGRATED BATTERY COOLING
DE102017108809A1 (en) 2016-04-29 2017-11-02 Ford Global Technologies, Llc TRACTION BATTERY COOLING SYSTEM WITH COOLANT PROPORTIONAL VALVE
DE112016003000T5 (en) * 2015-07-01 2018-03-15 Sanden Automotive Climate Systems Corporation Air conditioning for one vehicle

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006053231A1 (en) * 2006-11-11 2008-05-15 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Refrigeration system with CO2 as refrigerant
DE102007015185B4 (en) * 2007-03-29 2022-12-29 Valeo Klimasysteme Gmbh Air conditioning for a motor vehicle
KR101209724B1 (en) * 2010-06-30 2012-12-07 기아자동차주식회사 Device and method for controlling compressor of vehicles
JP5581886B2 (en) * 2010-08-11 2014-09-03 株式会社日立製作所 Vehicle air conditioning system
CN103998874B (en) * 2011-12-19 2016-07-06 丰田自动车株式会社 Chiller
JP6065637B2 (en) * 2013-02-20 2017-01-25 株式会社デンソー Cooling system
DE102013021360B4 (en) * 2013-12-05 2022-12-08 Audi Ag Thermal management system of a motor vehicle and corresponding method for operating a thermal management system of a motor vehicle
DE102015010552B3 (en) * 2015-08-14 2017-01-05 Audi Ag Method for operating an air conditioning system for a vehicle
DE102016005782B4 (en) * 2016-05-11 2018-10-18 Audi Ag Method for operating a vehicle air conditioning system with a refrigerant circuit

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015658A1 (en) 2008-04-04 2009-11-26 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit HVAC and battery temperature management for one vehicle
DE102009021530A1 (en) 2008-07-09 2010-01-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bypass function for a cooling strategy of a high-voltage battery
US20120125032A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-24 Visteon Global Technologies, Inc. Refrigeration plant with refrigerant evaporator arrangement and process for parallel air and battery contact cooling
DE102011118162B4 (en) 2011-11-10 2016-01-07 Audi Ag Combined refrigeration system and heat pump and method for operating the system with function-dependent refrigerant transfer within the refrigerant circuit
DE102014001022A1 (en) 2014-01-27 2015-07-30 Liebherr-Transportation Systems Gmbh & Co. Kg Vehicle cooling circuit
DE102016108468A1 (en) 2015-05-26 2016-12-01 Ford Global Technologies, Llc COOLING MODES FOR MANAGING A HIGH VOLTAGE BATTERY FOR A VEHICLE
DE112016003000T5 (en) * 2015-07-01 2018-03-15 Sanden Automotive Climate Systems Corporation Air conditioning for one vehicle
DE102016117075A1 (en) 2015-09-24 2017-03-30 Ford Global Technologies, Llc HYBRID VEHICLE WITH MULTI-ZONES CHANNEL COOLING AND INTEGRATED BATTERY COOLING
DE102017108809A1 (en) 2016-04-29 2017-11-02 Ford Global Technologies, Llc TRACTION BATTERY COOLING SYSTEM WITH COOLANT PROPORTIONAL VALVE

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE2050095A1 (en) * 2020-01-30 2021-07-31 Swep Int Ab A refrigeration system
DE102020115273A1 (en) 2020-06-09 2021-12-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Method for operating a compression refrigeration system and compression refrigeration system
DE102020117133A1 (en) 2020-06-30 2021-12-30 Audi Aktiengesellschaft Method for operating a refrigeration system of a motor vehicle and refrigeration system with backflow prevention
WO2022008112A1 (en) * 2020-07-06 2022-01-13 Audi Ag Cooling system with a heat pump function based on an extendable base system and motor vehicle with a cooling system of this type
DE102020120399A1 (en) 2020-08-03 2022-02-03 Audi Aktiengesellschaft Motor vehicle temperature control system with two evaporators connected to a respective refrigerant circuit in the same refrigerant circuit; Motor vehicle and method
WO2022106272A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 Audi Ag Refrigeration system having a heat pump function for a motor vehicle, having a single sensor device on the low-pressure side
FR3125582A1 (en) * 2021-07-26 2023-01-27 Valeo Systemes Thermiques Motor vehicle thermal conditioning system
FR3125581A1 (en) * 2021-07-26 2023-01-27 Valeo Systemes Thermiques Motor vehicle thermal conditioning system
WO2023006561A1 (en) * 2021-07-26 2023-02-02 Valeo Systemes Thermiques Thermal conditioning system for a motor vehicle
DE102022132131A1 (en) 2022-12-05 2024-06-06 Audi Aktiengesellschaft Refrigeration system with parallel heat exchangers at different pressure levels, operating procedure for the refrigeration system and motor vehicle with refrigeration system

Also Published As

Publication number Publication date
CN112292276B (en) 2024-02-06
CN112292276A (en) 2021-01-29
DE102018209769B4 (en) 2022-05-19
WO2019242912A1 (en) 2019-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018209769B4 (en) Method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit
DE102013021360B4 (en) Thermal management system of a motor vehicle and corresponding method for operating a thermal management system of a motor vehicle
DE102006029973B4 (en) ejector cycle
DE102018201165B3 (en) Method for operating a refrigerant circuit having a refrigeration system of a vehicle in the refrigeration mode
DE60016837T2 (en) Supercritical vapor compression cycle
DE102006014867B4 (en) Ejector cooling circuit
DE102019201427B4 (en) Method for operating a refrigerant circuit of a refrigeration system of a vehicle
DE102019101461A1 (en) REFRIGERANT SYSTEM FOR AN ELECTRIFIED VEHICLE
WO2017005559A1 (en) Cooling circuit, method for air-conditioning a vehicle, and vehicle
DE102017100591B3 (en) Refrigerant circuit, in particular for motor vehicles with electric or hybrid drive and method for operating the refrigerant circuit
DE102018113687B4 (en) Device and method for cooling battery cell modules
WO2020160817A1 (en) Method for operating a vehicle refrigeration system having a refrigerant circuit
DE102013106831A1 (en) Vehicle air conditioning system of a hybrid or electric vehicle
WO2021032324A1 (en) Method for operating a coolant circuit of a refrigeration system of a vehicle
DE102018210477B4 (en) Method for operating a refrigerant circuit of an air conditioning system of a vehicle
DE102017213973A1 (en) Method for operating a refrigeration system of a vehicle having a refrigerant circuit having a cooling and heating function
DE102009032869A1 (en) Refrigeration cycle device
EP1350068B1 (en) Method for regulating a cooling appliance
EP0239837A2 (en) Method of recuperating the condensation heat of a refrigeration system, and refrigeration system for carrying out the method
EP2051868A1 (en) Cooling/air-conditioning system having two circuits which are thermally coupled to one another
DE102019119751B3 (en) Method for operating a refrigeration cycle of a motor vehicle and refrigeration cycle
WO2004055454A1 (en) Coolant circuit for a motor vehicle air conditioning system
DE102015102400A1 (en) Method for operating a refrigerant circuit, in particular in low-load operation
DE10342110A1 (en) Method for reducing the pressure in a vehicle air conditioner when the compressor stops has a reservoir situated between the evaporator and expansion valve to collect excess refrigerant
DE19829335C2 (en) Refrigeration system

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R006 Appeal filed
R007 Decision rectified on appeal
R018 Grant decision by examination section/examining division
R006 Appeal filed
R008 Case pending at federal patent court
R011 All appeals rejected, refused or otherwise settled
R026 Opposition filed against patent
R082 Change of representative

Representative=s name: MUELLER HOFFMANN & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE