DE102019207810B4

DE102019207810B4 - Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug und Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagenmodul

Info

Publication number: DE102019207810B4
Application number: DE102019207810.9A
Authority: DE
Inventors: Nicos Agathocleous; James Tasiopoulos; Dennis Vermette; Eric Haupt
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: DE102019207810A1

Abstract

Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen (HVAC)-Modul (60) für ein Wärmepumpensystem (10) für ein Fahrzeug, wobei das Modul aufweist:einen Warmluftweg (72), der einen internen Kondensator (24) enthält;einen Kaltluftweg (74), der unabhängig von dem Warmluftweg (72) gebildet ist;einen Entlüftungsströmungsweg (85), der von dem Warmluftweg (72) an einer Position abzweigt, die dem internen Kondensator (24) mit Bezug auf einen Luftstrom durch das Modul nachgelagert ist, wobei der Entlüftungsströmungsweg (85) eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und der Außenumgebung bereitstellt;eine Temperatursteuerungsklappe (80) zur Steuerung einer Verteilung des Luftstroms durch das Modul zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Kaltluftweg (74) davon; undeine Entlüftungssteuerungsklappe (87), die zwischen einer ersten Position, die die Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) verhindert, und einer zweiten Position, die die Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) ermöglicht, einstellbar ist,wobei ein Komponentenkühlmodus des Wärmepumpensystems (10) das Kühlen einer Wärme erzeugenden Komponente des Fahrzeugs in Wärmeaustauschbeziehung mit einem durch den internen Kondensator (24) strömenden Kältemittel bereitstellt, wobei ein Steuerungssystem des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, im Komponentenkühlmodus die Entlüftungssteuerungsklappe (87) einzustellen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) zu ermöglichen, und die Temperatursteuerungsklappe (80) einzustellen, um zu verhindern, dass der Luftstrom durch den Kaltluftweg (74) strömt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/678,661 , die am 31. Mai 2018 eingereicht wurde, deren Offenbarung durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin enthalten ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug, das einen externen Kondensator und einen internen Kondensator aufweist, die beide eine Wärmeabgabe von einem Kältemittel bieten, das durch das Wärmepumpensystem zirkuliert wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Wärmepumpe ist ein Heiz- und Kühlsystem, das ein Kältemittel verwendet, um Wärme von einer Seite des Systems auf eine andere Seite des Systems zu übertragen, damit es betrieben werden kann, um sowohl bei Wärme Kühlluft bereitzustellen als auch bei Kälte zu heizen. Bekannte Wärmepumpensysteme für Fahrzeuge verwenden oft einen internen Wärmepumpenwärmetauscher (HP-HEX), der hier alternativ als interner Kondensator bezeichnet wird, innerhalb eines Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen (HVAC)-Moduls als Hauptwärmequelle zum Heizen des Fahrzeuginnenraums. Solche Wärmepumpensysteme verwenden zusätzlich einen externen Kondensator an der Vorderseite des Fahrzeugs zur direkten Abgabe von Wärme von dem Kältemittel an die Außenumgebung, wobei der interne Kondensator zu Heizzwecken nur während eines Heizmodus des Wärmepumpensystems verwendet wird. Während eines Klimaanlagen (Luftkühl)-Modus arbeitet der interne Kondensator nur als Durchlass für das Kältemittel und wird nicht verwendet, da basierend auf einer Einrichtung der das HVAC-Modul bildenden Komponenten keine Luft dazu veranlasst wird, über den internen Kondensator zu strömen. Zum Beispiel beruht ein bekanntes Wärmepumpensystem einzig auf dem externen Kondensator zur direkten Abgabe von Wärme von dem Kältemittel an die Außenumgebung während des Klimaanlagenmodus, wobei die Luft von dem internen Kondensator durch eine Klappe abgelenkt wird, die verwendet wird, um eine Verteilung von Luft innerhalb des HVAC-Moduls zu steuern.
Wenn die physikalische Größe und somit die Kapazität des externen Kondensators durch den Fahrzeugraum begrenzt sind, wird es unter extremen Hochlastbedingungen erforderlich, mehr Wärme abzugeben, als die Kapazität des externen Kondensators erlaubt. Schlägt die Abgabe dieser zusätzlichen Wärme fehl, führt das zu einer verringerten Systemleistung, Systeminstabilität oder einem Ausfall des Systems.
Es wäre deshalb nützlich, den internen Kondensator dazu zu verwenden, zusätzliche Wärme von dem Kältemittel abzugeben. Allerdings stellt die Platzierung des internen Kondensators innerhalb des HVAC-Moduls ein Problem dahingehend dar, dass jegliche Luft, die Wärme mit dem internen Kondensator austauscht, die Fähigkeit des Wärmepumpensystems, die in den Fahrzeuginnenraum eintretende Luft gemäß den Anforderungen eines Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs zu kühlen und zu klimatisieren, beeinträchtigen könnte.
Es wäre deshalb wünschenswert, ein Wärmepumpensystem herzustellen, das in der Lage ist, gleichzeitig sowohl einen internen Kondensator als auch einen externen Kondensator zur Abgabe von Wärme von einem Kältemittel des Wärmepumpensystems zu verwenden, ohne dabei die Fähigkeit des Wärmepumpensystems, die dem Innenraum des Fahrzeugs zuzuführende Luft zu klimatisieren, zu beeinträchtigen.
Die EP 2 679 419 A1 betrifft ein Klimatisierungssystem für ein Fahrzeug mit einem Warmluftweg mit einem internen Kondensator sowie einem davon unabhängigen Kaltluftweg sowie einem Entlüftungsströmungsweg, der von dem Warmluftweg an einer Position abzweigt, die dem inneren Kondensator in Bezug auf einen Luftstrom durch das Modul nachgelagert ist, wobei der Entlüftungsströmungsweg eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und der Außenumgebung bereitstellt, sowie einer Entlüftungs- und Steuerungsklappe, die zwischen einer ersten Position, welche die Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und dem Entlüftungsströmungsweg verhindert, und einer zweiten Position, welche die Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und dem Entlüftungsströmungsweg ermöglicht, einstellbar ist. Ein ähnliches System ist in der EP 3 260 319 A1 beschrieben, wobei hier zusätzlich ein Kühler vorgesehen ist und eine wärmeerzeugende Komponente des Fahrzeugs mit einem Kältemittel gekühlt wird, das durch den internen Kondensator strömt. Schließlich betrifft die JP H08-258543 A ein Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagenmodul, bei dem in einem Komponentenkühlmodus ein Luftstrom durch einen Warmluftweg und einen internen Wärmetauscher strömt und anschließend an die Außenumgebung abgegeben wird.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschend ein Wärmepumpensystem gefunden, das sowohl einen internen Kondensator als auch einen externen Kondensator zur Wärmeabgabe von einem Kältemittel des Wärmepumpensystems verwendet. Konkret beschreibt die folgende Erläuterung ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug, das eine Entlüftungssteuerungsklappe in einem HVAC-Modul einsetzt, die einem internen Kondensator nachgelagert ist, wobei die Entlüftungssteuerungsklappe geöffnet werden kann, um einen Entlüftungsströmungsweg durch das HVAC-Modul und an die Außenumgebung zu erzeugen. Das HVAC-Modul ist so eingerichtet, dass der Entlüftungsströmungsweg unabhängig ist und die Fähigkeit des HVAC-Moduls, dem Fahrzeuginnenraum gleichzeitig gekühlte und klimatisierte Luft bereitzustellen, nicht beeinträchtigt. Zusätzliche Merkmale der Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen (HVAC)-Modul für ein Wärmepumpensystem die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf und insbesondere einen Warmluftweg, der einen internen Kondensator enthält, einen Kaltluftweg, der unabhängig von dem Warmluftweg gebildet ist, einen Entlüftungsströmungsweg, der von dem Warmluftweg an einer Position abzweigt, die dem internen Kondensator mit Bezug auf einen Luftstrom durch das Modul nachgelagert ist, und eine Entlüftungssteuerungsklappe auf, die zwischen einer ersten Position, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und dem Entlüftungsströmungsweg verhindert wird, und einer zweiten Position, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und dem Entlüftungsströmungsweg ermöglicht wird, einstellbar ist. Der Entlüftungsströmungsweg stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und der Außenumgebung bereit.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug die Merkmale des Anspruchs 6 auf und insbesondere einen Kältemittelkreis, der einen Verdichter, einen internen Kondensator und einen externen Kondensator enthält, und ein Modul für ein Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagensystem auf. Das Modul weist einen Warmluftweg, der einen internen Kondensator enthält, einen Kaltluftweg, der unabhängig von dem Warmluftweg gebildet ist, einen Entlüftungsströmungsweg, der von dem Warmluftweg an einer Position abzweigt, die dem internen Kondensator mit Bezug auf einen Luftstrom durch das Modul nachgelagert ist, und eine Entlüftungssteuerungsklappe auf, die zwischen einer ersten Position, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und dem Entlüftungsströmungsweg verhindert wird, und einer zweiten Position, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und dem Entlüftungsströmungsweg ermöglicht wird, einstellbar ist. Der Entlüftungsströmungsweg stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und der Außenumgebung bereit.
Ein Verfahren zum Betrieb eines Wärmepumpensystems eines Fahrzeugs wird ebenfalls offenbart. Das Verfahren umfasst die Merkmale des Anspruchs 10 und insbesondere einen Schritt des Bereitstellens eines Moduls für ein Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagensystem. Das Modul weist einen Warmluftweg, der den internen Kondensator enthält, einen Kaltluftweg, der unabhängig von dem Warmluftweg gebildet ist, einen Entlüftungsströmungsweg, der von dem Warmluftweg an einer Position abzweigt, die dem internen Kondensator mit Bezug auf einen Luftstrom durch das Modul nachgelagert ist, und eine Entlüftungssteuerungsklappe auf, die an einem Eingang zu dem Entlüftungsströmungsweg angeordnet ist, wobei der Entlüftungsströmungsweg eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und der Außenumgebung bereitstellt. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Einstellens der Entlüftungssteuerungsklappe, um wahlweise eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg und dem Entlüftungsströmungsweg bereitzustellen.
Figurenliste
Die obigen sowie anderen Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden Fachleuten beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen leicht offensichtlich:

1 ist eine schematische Zeichnung eines Wärmepumpensystems, das einen internen Kondensator, der innerhalb eines HVAC-Moduls angeordnet ist, und einen externen Kondensator aufweist, der außerhalb des HVAC-Moduls angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Querschnittsansicht des HVAC-Moduls von 1, das für einen ersten Betriebsmodus davon eingerichtet ist, wobei ein Entlüftungsströmungsweg des HVAC-Moduls geschlossen ist;
3 ist eine Querschnittsansicht des HVAC-Moduls von 1, das für einen zweiten Betriebsmodus davon eingerichtet ist, wobei ein Entlüftungsströmungsweg des HVAC-Moduls geöffnet ist, um ein maximales Kühlen eines Innenraums des Fahrzeugs zu fördern;
4 ist eine Querschnittsansicht des HVAC-Moduls von 1, das für einen dritten Betriebsmodus davon eingerichtet ist, wobei der dritte Betriebsmodus ein Klimaanlagen- oder Luftkühlmodus ist, wobei der Entlüftungsströmungsweg des HVAC-Moduls geöffnet ist, um ein maximales Kühlen einer Wärme erzeugenden Komponente des Wärmepumpensystems zu fördern;
5 ist eine Querschnittsansicht eines HVAC-Moduls gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
6 ist eine Querschnittsansicht eines HVAC-Moduls gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben verschiedene Ausführungsformen der Erfindung und stellen diese grafisch dar. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, Fachleute zu befähigen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden und sind nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken. Hinsichtlich der offenbarten Verfahren sind die dargestellten Schritte beispielhaft und daher ist die Reihenfolge der Schritte nicht wichtig oder entscheidend.
Die folgende Erläuterung der Ausführungsformen der Offenbarung, die auf ein Wärmepumpensystem gerichtet ist, das einen externen Kondensator und einen internen Kondensator aufweist, die Wärmeabgabe bereitstellen, ist lediglich beispielhaft und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung oder ihre Anwendungen oder Einsatzmöglichkeiten einzuschränken. Die vorliegende Offenbarung schlägt das Verwenden eines externen Kondensators, der sich an der Vorderseite des Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für Fahrzeuge als Hauptelement zur direkten Abgabe von Wärme von dem Kältemittel an die Außenumgebung befindet, und ebenfalls das Verwenden eines internen Kondensators als Verstärker vor, um eine zusätzliche Wärmeabgabe direkt von dem Kältemittel an die Außenumgebung während extremer Hochlastbedingungen und zusätzlich während des Aufladens einer Batterie des Fahrzeugs während eines Zeitraums bereitzustellen, in dem das Kühlen des Innenraums nicht erforderlich ist.
1 stellt ein beispielhaftes Wärmepumpensystem 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das Wärmepumpensystem 10 kann zur Verwendung als Teil eines Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen (HVAC)-Systems für ein Elektrofahrzeug angewendet werden, um sowohl das Erwärmen als auch das Kühlen des Innenraums bereitzustellen, wobei das Wärmepumpensystem 10 ein Kältemittel als Wärmeaustauschmedium verwendet, das von dem Wärmepumpensystem 10 zirkuliert wird. Allerdings kann das offenbarte Wärmepumpensystem 10 alternativ zur Verwendung in jeder Art von Kraftfahrzeug zur Verwendung in einer beliebigen Anwendung, wie gewünscht, eingerichtet sein, ohne dabei vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Das Wärmepumpensystem 10 ist in 1 dargestellt und enthält einen Kältemittelkreis 20, einen Kühlmittelkreis 40 und ein HVAC-Modul 60.
Der Kältemittelkreis 20 weist im Allgemeinen einen Verdichter 22, einen internen Kondensator 24, einen externen Kondensator 26, ein
Verdampferexpansionselement 28 und einen Verdampfer 30 auf. Der Verdichter 22 ist dazu eingerichtet, ein gasförmiges Kältemittel mit einer niedrigen Temperatur und einem niedrigen Druck aufzunehmen und ein gasförmiges Kältemittel mit einer relativ hohen Temperatur und einem hohen Druck auszugeben. Das gasförmige Kältemittel mit der hohen Temperatur und dem hohen Druck strömt dann durch den internen Kondensator 24, der innerhalb des HVAC-Moduls 60 angeordnet ist. Der interne Kondensator 24 ist dazu eingerichtet, Wärme von dem Kältemittel mit der hohen Temperatur und dem hohen Druck, das durch den internen Kondensator 24 strömt, an eine Zufuhr von Luft zu übertragen, die durch das HVAC-Modul 60 und über den internen Kondensator 24 strömt. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, können eine Strömungsgeschwindigkeit und ein Strömungsvolumen der über den internen Kondensator 24 strömenden Luft je nach ausgewähltem Betriebsmodus des Wärmepumpensystems 10 reguliert werden, und insbesondere basierend auf dem Ausmaß des Wärmeaustauschs, der zwischen dem Kältemittel und dem Luftstrom zum Erreichen der gewünschten Bedingungen in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs gewünscht wird.
Der Wärmetransfer von dem Kältemittel zu der durch das HVAC-Modul 60 strömenden Luft kann bewirken, dass mindestens ein Teil des gasförmigen Kältemittels in dem internen Kondensator 24 je nach Betriebsbedingungen des Wärmepumpensystems 10 kondensiert. Unter anderen Umständen kann der interne Kondensator 24 nur das dort hindurch strömende gasförmige Kältemittel ohne Kondensieren des Kältemittels kühlen, somit kann der interne Kondensator 24 alternativ als ein „Gaskühler“ bezeichnet werden. Somit versteht sich, dass sich jeder Bezug hierin auf einen „Kondensator“ auf einen beliebigen Wärmetauscher beziehen kann, der dem Verdichter 22 nachgelagert und zum Kühlen einer Zufuhr von gasförmigem Kältemittel mit einer relativ hohen Temperatur und einem hohen Druck eingerichtet ist, ungeachtet des Ausmaßes, in dem das Kältemittel darin kondensiert.
Der externe Kondensator 26 ist dem internen Kondensator 24 nachgelagert angeordnet und dazu eingerichtet, Wärme von dem Kältemittel an eine Zufuhr von über den externen Kondensator 26 strömender Luft zu übertragen, bei der es sich um Luft handeln kann, die von der Außenumgebung stammt. Der externe Kondensator 26 ist dementsprechend dazu eingerichtet, das Kältemittel nach dem (optionalen) Kühlen und/oder Kondensieren des Kältemittels innerhalb des vorgelagert angeordneten internen Kondensators 24 ferner zu kühlen und/oder zu kondensieren. Eine Gebläseeinheit 21 kann neben dem externen Kondensator 26 zum Steuern eines Stroms der Außenluft in den externen Kondensator 26 angeordnet sein. Der externe Kondensator 26 und die Gebläseeinheit 21 können neben einem Vorderabschnitt des Fahrzeugs angeordnet sein, wie gewünscht.
Das Kältemittel strömt von dem externen Kondensator 26 zu einem Dreiwegeventil 27, das einen Verzweigungspunkt des Kältemittelkreises 20 bildet, der den Kältemittelkreis 20 in einen Kühlmittelkreisweg 35 und einen Verdampferweg 36 teilt.
Der Kühlmittelkreisweg 35 und der Verdampferweg 36 werden dann an einem Knoten 43 wieder kombiniert, um zu bewirken, dass die Strömungswege 35, 36 bezogen auf den Kältemittelkreis 20 parallel angeordnet werden.
Der Kühlmittelkreisweg 35 weist ein Kühlerexpansionselement 38 und einen Kühler 39 auf. Das Kühlerexpansionselement 38 ist dazu eingerichtet, das flüssige Kältemittel einzuengen und dann zu expandieren, um die Temperatur und den Druck des flüssigen Kältemittels zu verringern, wenn es durch das Kühlerexpansionselement 38 strömt. Eine Strömungsfläche durch das Kühlerexpansionselement 38 kann eingestellt werden, um die Wärmeaustauschkapazität des Kühlers 39 über die Steuerung der Temperatur und des Drucks des durch das Kühlerexpansionselement 38 strömenden Kältemittels zu steuern.
Der Kühler 39 ist ein Wärmetauscher und insbesondere ein Verdampfer in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Kühlmittelkreis 40. Der Kühlmittelkreis 40 umfasst den Kühler 39 und mindestens eine Wärme erzeugende Komponente 42. Der Kühlmittelkreis 40 kann ferner mindestens eine Pumpe (nicht gezeigt) umfassen, um zu bewirken, dass ein Kühlmittel durch den Kühlmittelkreis 40 zirkuliert. Die mindestens eine Wärme erzeugende Komponente 42 kann jede zu kühlende Wärme erzeugende Komponente sein, die eine als Energiequelle des Fahrzeugs agierende Batterie, einen Inverter, der mit einer elektrischen Komponente wie dem Verdichter 22 verknüpft ist, oder eine mit einem Antriebsmechanismus des Kraftfahrzeugs verknüpfte Komponente als nicht einschränkende Beispiele umfasst. Jede Komponente, die in der Lage ist, Abwärme zu produzieren, kann als die mindestens eine Wärme erzeugende Komponente 42 verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Der Kühler 39 und die Wärme erzeugende Komponente 42 sind als separat gebildet und über eine Fluidleitung, die mit dem Kühlmittel dazwischen in Verbindung steht, verbunden dargestellt. Allerdings versteht sich, dass der Kühler 39 bei Nichtvorhandensein des Kühlmittels in direkter Wärmeübertragungsbeziehung mit der mindestens einen Wärme erzeugenden Komponente 42 stehen kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich ebenfalls, dass der Kühlmittelkreis 40 zusätzliche Komponenten, Ventile und Fluidleitungen zum Erreichen zusätzlicher Aufgaben des Wärmepumpensystems 10 zusätzlich zu den hierin gezeigten und beschriebenen umfassen kann. Zum Beispiel kann der Kühlmittelkreis 40 in Wärmetauschbeziehung mit einem Wärmetauscher stehen, der innerhalb des HVAC-Moduls 60 angeordnet ist und verwendet wird, um ergänzendes Erwärmen der an den Innenraum des Fahrzeugs zugeführten Luft bereitzustellen. Der Kühlmittelkreis 40 kann entsprechend jede geeignete Einrichtung zum Übertragen von Wärme zwischen dem durch den Kühlmittelkreisweg 35 strömenden Kältemittel und der mindestens einen Wärme erzeugenden Komponente aufweisen und im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung bleiben.
Der Kühler 39 ist dazu eingerichtet, Wärme von dem Kühlmittel und/oder der mindestens einen Wärme erzeugenden Komponente 42 und an das flüssige Kältemittel mit der niedrigen Temperatur und dem niedrigen Druck zu übertragen, um die Temperatur des Kältemittels zu erhöhen, wodurch mindestens ein Teil des flüssigen Kältemittels in dem Kühler 39 verdampft. Der Kühler 39 kann auf diese Weise arbeiten, wenn das Wärmepumpensystem 10 in einem Klimaanlagen- oder Komponentenkühlmodus betrieben wird, wie nachstehend ausführlicher erläutert.
Allerdings kann unter anderen Umständen der Kühler 39 alternativ dazu eingerichtet sein, Wärme von dem Kältemittel an das Kühlmittel und/oder die mindestens eine Wärme erzeugende Komponente 42 zu übertragen. Dies kann auftreten, wenn die mindestens eine Wärme erzeugende Komponente 42 eine elektrische Komponente ist und das Fahrzeug besonders niedrigen Außentemperaturen ausgesetzt ist. Das Erwärmen der elektrischen Komponenten kann durchgeführt werden, wenn eine Effizienz der elektrischen Komponente davon abhängt, dass die elektrische Komponente mit einem Mindesttemperaturwert arbeitet, wie gewünscht. Der Kühler 39 kann ferner dazu eingerichtet sein, die von der mindestens einen Wärme erzeugenden Komponente 42 erzeugte Abwärme während eines Heizmodus des Wärmepumpensystems 10 an das Kältemittel zu übertragen, wobei aus Gründen der Einfachheit hierin auf die Beschreibung des Heizmodus verzichtet wird.
Der Verdampferweg 36 umfasst das Verdampferexpansionselement 28 und den Verdampfer 30. Das Verdampferexpansionselement 28 ist dazu eingerichtet, das dort hindurch strömende flüssige Kältemittel einzuengen und dann zu expandieren, um die Temperatur und den Druck des flüssigen Kältemittels zu verringern. Eine Strömungsfläche durch das Verdampferexpansionselement 28 kann entsprechend eingestellt werden, um eine Wärmeaustauschkapazität des Verdampfers 30 zu steuern. Der Verdampfer 30 ist innerhalb des HVAC-Moduls 60 angeordnet und dazu eingerichtet, Wärme von der durch das HVAC-Modul 60 strömenden Luft an das Kältemittel mit der niedrigen Temperatur und dem niedrigen Druck zu übertragen, wodurch mindestens ein Teil des Kältemittels verdampft.
Das Dreiwegeventil 27 kann eingerichtet sein zum Verteilen des Kältemittels an einen oder beide von dem Kühlmittelkreisweg 35 und dem Verdampferweg 36 je nach verschiedenen Aspekten des Wärmepumpensystems 10, etwa der gewünschten Menge an Kühlung, die für die mindestens eine Wärme erzeugende Komponente 42 oder für die durch das HVAC-Modul 60 strömende Luft zur Zufuhr an den Innenraum des Fahrzeugs erforderlich ist.
Das Kältemittel strömt zu einem Sammler 45, nachdem es durch den Knoten 43 geströmt ist. Der Sammler 45 ist dazu eingerichtet, jedes flüssige Kältemittel zu sammeln, das noch nicht innerhalb des Kühlers 39 oder des Verdampfers 30 verdampft wurde, um einen unerwünschten Eintritt des flüssigen Kältemittels in den Verdichter 22 zu verhindern. Das übrige gasförmige Kältemittel wird an eine Niederdruckseite des Verdichters 22 zurückgeführt, um den vorstehend erwähnten Prozess zu wiederholen.
Mit Bezug zu 2, die das HVAC-Modul 60 isoliert zeigt, bildet das HVAC-Modul 60 ein Gehäuse oder eine Hülle, die einen Strömungsweg für die Zufuhr der Luft definiert, die Wärme mit jedem von dem Verdampfer 30 und dem internen Kondensator 24 austauscht. Ein Einlassende des HVAC-Moduls 60 umfasst einen Rezirkulationsströmungsweg 62 und einen Frischluftströmungsweg 64. Der Rezirkulationsströmungsweg 62 stellt rezirkulierte Luft bereit, die aus dem Innenraum des Fahrzeugs stammt, während der Frischluftströmungsweg 64 frische Luft bereitstellt, die von der Außenumgebung stammt. Eine Luftquellensteuerungsklappe 66 ist dazu eingerichtet, eine Verteilung der Luft zu steuern, die aus jedem von dem Rezirkulationsströmungsweg 62 und dem Frischluftströmungsweg 64 in das HVAC-Modul 60 eintritt. Die Luftquellensteuerungsklappe 66 ist in 2 als eine im Allgemeinen fächerförmige Querschnittsform aufweisend dargestellt, die eine bogenförmige Oberfläche umfasst, die von einer Drehachse der Luftquellensteuerungsklappe 66 verschoben ist, doch es versteht sich, dass jede geeignete Einrichtung der Luftquellensteuerungsklappe 66 verwendet werden kann, ohne zwangsläufig vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Luftquellensteuerungsklappe 66 kann alternativ als eine im Wesentlichen flache Klappe, die eine Drehachse neben dem Schnittpunkt des Rezirkulationsströmungswegs 62 und des Frischluftströmungswegs 64 aufweist, oder eine Schiebeklappe, die dazu eingerichtet ist, einen oder beide der Strömungswege 62, 64 variabel zu blockieren, als nicht einschränkende alternative Beispiele gebildet sein. Das HVAC-Modul 60 kann alternativ mit nur einem einzigen Strömungsweg bereitgestellt sein, der Luft in das Innere des HVAC-Moduls 60 liefert, ohne zwangsläufig vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Eine Gebläseeinheit 68 ist der Luftquellensteuerungsklappe 66 nachgelagert angeordnet und zieht Luft in das HVAC-Modul 60 und setzt die Luft unter Druck, um die Luft an verschiedene mit dem Innenraum des Fahrzeugs verknüpfte Entlüftungsöffnungen zu liefern. Ein Filter (nicht gezeigt) kann der Gebläseeinheit 68 zum Filtern der an den Innenraum des Fahrzeugs zu liefernden Luft vorgelagert oder nachgelagert sein.
Der Verdampfer 30 ist der Gebläseeinheit 68 nachgelagert angeordnet und erstreckt sich über eine Gesamtheit des Strömungsquerschnitts des HVAC-Moduls 60. Damit wird bewirkt, dass eine Gesamtheit der durch das HVAC-Modul 60 strömenden Luft durch den Verdampfer 30 strömt, bevor sie ferner von den Komponenten des HVAC-Moduls 60 wie dem internen Kondensator 24 klimatisiert wird.
Das HVAC-Modul 60 umfasst eine Wand 61, die das HVAC-Modul 60 in einen dem Verdampfer 30 nachgelagerten und einem Mischabschnitt 75 des HVAC-Moduls 60 vorgelagerten Warmluftweg 72 und einen Kaltluftweg 74 teilt. Der Warmluftweg 72 bezieht sich im Allgemeinen auf einen dem Mischabschnitt 75 vorgelagerten Strömungsweg durch das HVAC-Modul 60 und umfasst die Komponenten, die zum Übertragen von Wärme an die durch das HVAC-Modul 60 strömende Luft geeignet sind, während sich der Kaltluftweg 74 im Allgemeinen auf einen Strömungsweg bezieht, der dem Mischabschnitt 75 vorgelagert und frei von solchen Wärme übertragenden Komponenten ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Verdampfer 30 dem Kaltluftweg 74 vorgelagert, um zu bewirken, dass Luft gekühlt wird, bevor sie in den Kaltluftweg 74 eintritt, doch der Verdampfer 30 kann alternativ innerhalb des Kaltluftwegs 74 positioniert sein, ohne zwangsläufig vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Der Warmluftweg 72 umfasst den internen Kondensator 24 und ein sekundäres Heizelement 78. In der dargestellten Ausführungsform kann das sekundäre Heizelement 78 ein elektrisch angetriebenes PTC-Heizelement in elektrischer Verbindung mit einer Energiequelle des Fahrzeugs, etwa der Fahrzeugbatterie sein.
Allerdings kann das sekundäre Heizelement 78 alternativ ein Heizkern in Fluidverbindung mit dem Kühlmittel des Kühlmittelkreises 40 sein, um die von der mindestens einen Wärme erzeugenden Komponente 42 erzeugte Abwärme weiterzuverwenden. Der Warmluftweg 72 kann ebenfalls bei Nichtvorhandensein eines sekundären Heizelements 78 bereitgestellt sein, ohne zwangsläufig vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Eine Temperatursteuerungsklappe 80 ist dazu eingerichtet, eine Verteilung der Luft zu steuern, die durch jeden von dem Warmluftweg 72 und dem Kaltluftweg 74 strömt. Die Temperatursteuerungsklappe 80 ist auf eine erste Position, in der der Kaltluftweg 74 vollständig offen ist, während der Warmluftweg 72 vollständig geschlossen ist, eine zweite Position, in der der Kaltluftweg 74 vollständig geschlossen ist, während der Warmluftweg 72 vollständig offen ist, und eine Vielzahl von Positionen zwischen der ersten Position und der zweiten Position, in denen ein Teil des Luftstroms durch jeden von dem Warmluftweg 72 und dem Kaltluftweg 74 strömt, einstellbar. Die Temperatursteuerungsklappe 80 ist als eine Klappe oder Platte mit einer Drehachse dargestellt, die neben einem nachgelagerten Ende der Wand 61 angeordnet ist, die die Teilung zwischen dem Warmluftweg 72 und dem Kaltluftweg 74 bildet. Allerdings kann die Temperatursteuerungsklappe 80 jede Struktur umfassen, die zum Verteilen der Luft zwischen dem Warmluftweg 72 und dem Kaltluftweg 74 geeignet ist und ein im Wesentlichen fächerförmiges Aussehen ähnlich der Luftquellensteuerungsklappe 66 aufweist, deren eine Drehachse von einem nachgelagerten Ende der Wand 61 beabstandet ist. Die Temperatursteuerungsklappe 80 kann alternativ als ein Schiebemechanismus gebildet sein, der dazu eingerichtet ist, den Warmluftweg 72 und den Kaltluftweg 74 variabel zu blockieren oder zu öffnen, wie gewünscht.
Der Mischabschnitt 75 ist der Wand 61 (und somit einer Teilung zwischen dem Warmluftweg 72 und dem Kaltluftweg 74) nachgelagert angeordnet und bezieht sich im Allgemeinen auf einen Abschnitt des HVAC-Moduls 60, wobei sich die durch den Warmluftweg 72 und den Kaltluftweg 74 strömende Luft wieder kombinieren und in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Betriebsmodus des Wärmepumpensystems 10 auf eine gewünschte Temperatur mischen kann.
Eine Vielzahl von Verteilungsströmungswegen 82a, 82b, 82c ist dem Mischabschnitt 75 nachgelagert, wobei jeder der Verteilungsströmungswege 82a, 82b, 82c mit einer oder mehreren Entlüftungsöffnungen (nicht gezeigt) in Fluidverbindung ist, die zur Zufuhr der Luft an bestimmte Zonen in dem Innenraum des Fahrzeugs eingerichtet sind. Zum Beispiel stellt ein erster Verteilungsströmungsweg 82a eine Fluidverbindung zwischen dem Mischabschnitt 75 und einer oder mehrerer Entfroster- oder Seitenfensterentlüftungsöffnungen des Fahrzeugs bereit, stellt ein zweiter Verteilungsströmungsweg 82b eine Fluidverbindung zwischen dem Mischabschnitt 75 und einer oder mehreren Lüftungsplatten des Fahrzeugs bereit, und stellt ein dritter Verteilungsströmungsweg 82c eine Fluidverbindung zwischen dem Mischabschnitt 75 und einer oder mehreren Lüftungsöffnungen im Boden des Fahrzeugs bereit. Der erste Verteilungsströmungsweg 82a umfasst eine erste Lüftungsklappe 83a, der zweite Verteilungsströmungsweg 82b umfasst eine zweite Lüftungsklappe 83b und der dritte Verteilungsströmungsweg 82c umfasst eine dritte Lüftungsklappe 83c. Jede der Lüftungsklappen 83a, 83b, 83c ist zwischen einer vollständig geschlossenen Position, die die Strömung durch den entsprechenden Strömungsweg 82a, 82b, 82c verschließt, einer vollständig offenen Position, die eine maximale Strömung durch den entsprechenden Strömungsweg 82a, 82b, 82c erlaubt, und einer Vielzahl von Zwischenpositionen zum variablen Steuern der Strömung durch den entsprechenden Strömungsweg 82a, 82b, 82c einstellbar. Die Lüftungsklappen 83a, 83b, 83c sind als Klappen mit einer in der Mitte angeordneten Drehachse dargestellt, doch es versteht sich, dass die Lüftungsklappen 83a, 83b, 83c jede geeignete Einrichtung zum Variieren der Strömung durch den entsprechenden Strömungsweg 82a, 82b, 82c aufweisen können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Ein Entlüftungsströmungsweg 85 zweigt von dem Warmluftweg 72 an einer Position ab, die dem internen Kondensator 24 nachgelagert und dem Mischabschnitt 75 vorgelagert ist. In der in 2 gezeigten Ausführungsform zweigt der Entlüftungsströmungsweg 85 von dem Warmluftweg 72 an einer Position ab, die der Temperatursteuerungsklappe 80 vorgelagert ist. Der Entlüftungsströmungsweg 85 stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg 72 und der Außenumgebung bereit. Dementsprechend wird anschließend keine durch den Entlüftungsströmungsweg 85 strömende Luft in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet. Der Entlüftungsströmungsweg 85 kann mit jeder Form eines Kanals oder einer ähnlichen Struktur gekoppelt werden, die zur Übertragung der Abluft aus dem HVAC-Modul 60 und an die Außenseite des Fahrzeugs geeignet sind.
Eine Entlüftungssteuerungsklappe 87 ist an einem Eingang zum Entlüftungsströmungsweg 85 angeordnet und dazu eingerichtet, selektiv zu erlauben, dass durch den Warmluftweg 72 strömende Luft durch den Entlüftungsströmungsweg 85 abgegeben werden kann. Die Entlüftungssteuerungsklappe 87 ist als eine Klappe mit einer in der Mitte positionierten Drehachse dargestellt, es versteht sich jedoch, dass jede Klappen- oder Ventileinrichtung verwendet werden kann, um die Strömung der Abluft durch den Entlüftungsströmungsweg 85 zu steuern. Die Entlüftungssteuerungsklappe 87 ist zwischen einer vollständig offenen Position, die eine maximale Strömung der Abluft dort hindurch erlaubt, einer vollständig geschlossenen Position, die im Wesentlichen keine Strömung der Abluft dort hindurch erlaubt, und einer Vielzahl von Zwischenpositionen, die eine gewünschte Strömung der Abluft dort hindurch erlaubt, einstellbar.
Jede der hierin als zwischen verschiedenen Positionen einstellbaren Komponenten kann in Signalverbindung mit einem Steuerungssystem (nicht gezeigt) des Fahrzeugs stehen. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, sowohl Eingaben von einem Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs zu empfangen (etwa Temperatureinstellungen, Gebläse-Einstellungen und Modus-Einstellungen) als auch auf verschiedene erfasste Zustände des Fahrzeugs zu reagieren. Zum Beispiel kann das Steuerungssystem die Temperatur der Außenumgebung oder die Temperatur der mindestens einen Wärme erzeugenden Komponente 42 überwachen, um zu bestimmen, wann ein Entlüftungsmerkmal des HVAC-Moduls 60 zu initiieren ist, wie nachstehend beschrieben.
2-4 stellen das HVAC-Modul 60 mit Bezug auf verschiedene Betriebsmodi des Wärmepumpensystems 10 dar. 2 zeigt die Entlüftungssteuerungsklappe 87 in der vollständig geschlossenen Position, um den Strom zu dem Entlüftungsströmungsweg 85 zu verschließen. Daher strömt die ganze Luft, die durch entweder den Warmluftweg 72 oder den Kaltluftweg 74 strömen darf, durch den Mischabschnitt 75 des HVAC-Moduls 60, bevor sie über die Verteilungsströmungswege 82a, 82b, 82c an den Innenraum des Fahrzeugs verteilt wird. Das HVAC-Modul 60 mit dem verschlossenen Entlüftungsströmungsweg 85 arbeitet im Wesentlichen auf herkömmliche Weise, wie nachstehend beschrieben.
Die Gebläseeinheit 68 bewirkt eine Zufuhr von Luft, die durch den einen oder beide von dem Rezirkulationsströmungsweg 62 und dem Frischluftströmungsweg 64 je nach Position der Luftquellensteuerungsklappe 66 in das HVAC-Modul 60 gezogen wird. Die Luft wird dann durch den Verdampfer 30 geleitet, um die Luft zu kühlen, bevor die Luft basierend auf der Position der Temperatursteuerungsklappe 80 zwischen dem Warmluftweg 72 und dem Kaltluftweg 74 verteilt wird. Wie hierin oben erläutert, kann die Luft ausschließlich an einen von dem Warmluftweg 72 oder dem Kaltluftweg 74 zugeführt werden oder die Luft kann partiell an jeden der zwei Luftwege 72, 74 verteilt werden. Die Luft, die durch den Warmluftweg 72 strömt, wird von dem internen Kondensator 24 erwärmt und kann ferner selektiv von dem sekundären Heizelement 78 erwärmt werden. Die Luft strömt dann durch den Mischabschnitt 75, bevor sie basierend auf der Position von jeder der Entlüftungssteuerungsklappen 83a, 83b, 83c an die Verteilungsströmungswege 82a, 82b, 82c verteilt wird.
Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist das HVAC-Modul 60 in 2 als ausschließlich rezirkulierte Luft aufnehmend dargestellt, die aus dem Innenraum des Fahrzeugs stammt, die dann über den ersten Verteilungsströmungsweg 82a und den dritten Verteilungsströmungsweg 82c wieder an den Innenraum zugeführt wird. Die Temperatursteuerungsklappe 80 ist ebenfalls als positioniert dargestellt, wobei ein Großteil der durch den Verdampfer 30 strömenden Luft anschließend dazu veranlasst wird, durch den Warmluftweg 72 zu strömen, um in relativ warmer Luft zur Verteilung an den Innenraum des Fahrzeugs zu resultieren. Allerdings werden Fachleute anerkennen, dass eine Vielfalt verschiedener Kombinationen der Positionen für jede der Luftquellensteuerungsklappe 66, der Temperatursteuerungsklappe 80 und der Entlüftungssteuerungsklappen 83a, 83b, 83c verwendet werden kann, um Luft mit einer gewünschten Temperatur und Luftfeuchtigkeit an gewünschte Zonen des Innenraums zuzuführen. Fachleuten dürfte offensichtlich sein, dass die Heizkapazität oder die Kühlkapazität des Wärmepumpensystems 10 mit Bezug auf einen gegebenen Betriebsmodus davon ferner durch Steuern verschiedener Aspekte des Wärmepumpensystems 10 variiert werden kann, etwa der Verteilung des Kältemittels an dem Dreiwegeventil 27 des Kältemittelkreises 20, der Einstellung von jedem der offenbarten Expansionselemente 28, 38, der Temperatur der mindestens einen Wärme erzeugenden Komponente 42, wenn sie in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Kältemittelkreis 20 steht, der Drehgeschwindigkeit von jeder offenbarten Gebläseeinheit 21, 68, der Aktivierung oder Nichtaktivierung des sekundären Heizelements 78 oder der Verdichter-Kapazität des Verdichters 22 als nicht einschränkende Beispiele.
Im Gegensatz zu 2 stellen 3 und 4 das HVAC-Modul 60 in zwei unabhängigen Betriebsmodi des Wärmepumpensystems 10 dar, wobei der Entlüftungsströmungsweg 85 geöffnet ist, um zu erlauben, dass durch den Warmluftweg 72 strömende Luft an die Außenumgebung abgegeben werden kann. Der Entlüftungsströmungsweg 85 kann unter Umständen verwendet werden, unter denen erwünscht ist, eine maximale Menge an Wärme von dem Kältemittel abzugeben, wenn es durch die Kondensatoren 24, 26 strömt, um die Wärmeaustauschkapazität des Kältemittels zu verbessern, wenn es durch entweder den Verdampfer 30 oder den Kühler 39 strömt.
So ein Umstand kann auftreten, wenn eine maximale Menge an Kühlkapazität zum Kühlen der Luft gewünscht wird, die in den Innenraum des Fahrzeugs eintritt, oder zum Kühlen der verknüpften Wärme erzeugenden Komponente in Verbindung mit dem Auftreten einer besonders hohen Umgebungslufttemperatur, wodurch das Wärmepumpensystem stärker belastet wird, um das gewünschte Maß an Kühlung zu erreichen. In einem herkömmlichen HVAC-System kann der verknüpfte Warmluftweg normal verschlossen werden, wenn das HVAC-System zur Zufuhr von maximal gekühlter Luft an den Innenraum des Fahrzeugs eingerichtet ist, wodurch angezeigt wird, dass ein Luftstrom nicht über den verknüpften internen Kondensator strömt, um das dort hindurch strömende gasförmige Kältemittel mit einer relativ hohen Temperatur effizient zu kühlen. Damit wird lediglich der externe Kondensator verwendet, um Wärme, vor der Expansion des Kältemittels in einem verknüpften Expansionselement von dem Kältemittel abzugeben. Das Kältemittel befindet sich dementsprechend in einem erhöhten Temperaturniveau, wenn es in einen entsprechenden Verdampfer oder Kühler eintritt, was wiederum eine Wärmeaustauschkapazität des Kältemittels reduziert, wenn beabsichtigt wird, einen Kühleffekt bereitzustellen.
3 stellt das HVAC-Modul 60 in einer Einrichtung dar, die für einen Innenraumkühlmodus (Klimaanlagenmodus) des Wärmepumpensystems 10 geeignet ist. Der Innenraumkühlmodus kann eine Anpassung des Dreiwegeventils 27 umfassen, um das Kältemittel ausschließlich durch den Verdampferweg 36 und somit den Verdampfer 30 zu leiten, wenn das Kältemittel durch den Kältemittelkreis 20 zirkuliert. Das Verdampferexpansionselement 28 kann ebenfalls eingestellt werden, um eine maximale Reduktion in Druck und Temperatur des dort hindurch strömenden Kältemittels zu bewirken, um eine Kühlkapazität des Verdampfers 30 zu erhöhen. Die Gebläseeinheit 21 und die Gebläseeinheit 68 können jeweils gesteuert werden, um mit einer maximalen Drehgeschwindigkeit zu drehen, um zu bewirken, dass ein maximales Volumen von Luft durch jeden von dem internen Kondensator 24 und dem externen Kondensator 26 strömt. Die Luftquellenklappe 66 kann ebenfalls eingestellt werden, um den Frischluftströmungsweg 64 vollständig oder zumindest teilweise zu öffnen, um zu vermeiden, dass ein Auftreten von Luft, die sich in dem Fahrzeuginnenraum befindet, entfernt und an die Außenumgebung abgegeben wird, wenn sie durch den Rezirkulationsströmungsweg 62 strömt.
Der Innenraumkühlmodus umfasst ferner die Temperatursteuerungsklappe 80, die dazu eingestellt ist, den Luftstrom von dem Warmluftweg 72 an den Mischabschnitt 75 des HVAC-Moduls 60 zu verschließen. Damit strömt die in den Mischabschnitt 75 eintretende Luft ausschließlich durch den Kaltluftweg 74, nachdem sie beim Durchströmen des Verdampfers 30 gekühlt wurde. Die gekühlte Luft kann dann durch jede gewünschte Kombination der Verteilungsströmungswege 82a, 82b, 82c in Übereinstimmung mit einem Fahrzeuginsassen, der eine Einstellung oder Auswahl bereitstellt, an den Innenraum des Fahrzeugs verteilt werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die zweite und die dritte Entlüftungssteuerungsklappe 83b, 83c in der offenen Position platziert, um einen Strom durch den zweiten und dritten Verteilungsströmungsweg 82b, 82c zu ermöglichen, während die erste Entlüftungssteuerungsklappe 83 a in der geschlossenen Position platziert wird, um den Strom durch den ersten Verteilungsströmungsweg 82a abzuriegeln.
Der Innenraumkühlmodus des Wärmepumpensystems 10 umfasst zusätzlich die Entlüftungssteuerungsklappe 87, die auf die vollständig offene Position eingestellt ist, um zu ermöglichen, dass durch den Warmluftweg 72 strömende Luft das HVAC-Modul 60 durch den Entlüftungsströmungsweg 85 verlassen kann. Die durch den Warmluftweg 72 strömende Luft strömt zuerst durch den internen Kondensator 24, in dem die Luft von dem gasförmigen Kältemittel mit relativ hoher Temperatur, das gerade den Verdichter 22 verlassen hat, erwärmt wird. Das Erwärmen der durch den internen Kondensator 24 strömenden Luft verringert wiederum die Temperatur des den internen Kondensator 24 verlassenden Kältemittels. Die erwärmte Luft wird dann aus dem Warmluftweg 72 und durch den Entlüftungsströmungsweg 85 an die Außenumgebung abgegeben.
Die Positionierung des Entlüftungsströmungswegs 85 und der Entlüftungssteuerungsklappe 87 bezogen auf die übrigen Komponenten des HVAC-Moduls 60 bietet zahlreiche Vorteile für das Erreichen des Innenraumkühlmodus des Wärmepumpensystems 10. Erstens ermöglicht die dem Verdampfer 30 nachgelagerte Positionierung des internen Kondensators 24, dass die durch den Warmluftweg 72 strömende Luft zunächst beim Durchströmen des Verdampfers 30 gekühlt werden kann, was wiederum eine Kapazität der gekühlten Luft dafür erhöht, Wärme von dem durch den internen Kondensator 24 strömenden Kältemittel abzugeben. Zweitens ermöglicht das Abgeben der durch den internen Kondensator 24 erwärmten Luft an die Außenumgebung in einer dem Mischabschnitt 75 vorgelagerten Position, dass Wärme von dem Kältemittel in dem internen Kondensator 24 entfernt werden kann, ohne diese Wärme später wieder in die dem Innenraum des Fahrzeugs zugeführte Luft einzubringen. Das Wärmepumpensystem 10 ist deshalb in der Lage, Wärme von dem Kältemittel in jedem von dem internen Kondensator 24 und dem externen Kondensator 26 abzugeben, um eine Kühlkapazität des Kältemittels in dem Verdampfer 30 zu erhöhen. Drittens ermöglicht die Positionierung des internen Kondensators 24 in dem HVAC-Modul 60 die Verwendung einer einzigen Gebläseeinheit 68 sowohl zum Zuführen der Luft an den Innenraum des Fahrzeugs als auch zum Abgeben der Luft an die Außenumgebung durch den Entlüftungsströmungsweg 85, somit kann die Verwendung des Entlüftungsströmungswegs 85 erreicht werden, ohne das Betreiben eines anderen verknüpften Gebläses oder einer ähnlichen Komponente zu erfordern.
4 stellt das HVAC-Modul 60 in einer Einrichtung dar, die für einen Komponentenkühlmodus des Wärmepumpensystems 10 geeignet ist. Der Komponentenkühlmodus kann auftreten, wenn ein Klimatisieren der in den Innenraum des Fahrzeugs eintretenden Luft nicht erforderlich ist. Zum Beispiel kann sich der Komponentenkühlmodus auf einen Schnellladezeitraum der Batterie des Fahrzeugs beziehen, wobei die Batterie einer maximalen Kühlung bedarf, während das Fahrzeug andererseits inaktiv ist und deshalb kein Erwärmen oder Kühlen des Innenraums des Fahrzeugs erforderlich ist. Der Komponentenkühlmodus kann eine Anpassung des Dreiwegeventils 27 umfassen, um das Kältemittel ausschließlich durch den Kühlmittelkreisweg 35 und den Kühler 39 zu leiten, wenn das Kältemittel durch den Kältemittelkreis 20 zirkuliert. Das Kühlerexpansionselement 38 kann ebenfalls eingestellt werden, um eine maximale Reduktion in Druck und Temperatur des dort hindurch strömenden Kältemittels zu bewirken, um eine Kühlkapazität des Kühlers 39 zu erhöhen. Die Gebläseeinheit 21 und die Gebläseeinheit 68 können jeweils gesteuert werden, um mit einer maximalen Drehgeschwindigkeit zu drehen, um zu bewirken, dass ein maximales Volumen von Luft durch jeden von dem internen Kondensator 24 und dem externen Kondensator 26 strömt. Die Luftquellensteuerungsklappe 66 kann auf eine Position eingestellt werden, in der nur frische Umgebungsluft durch das HVAC-Modul 60 geströmt wird.
Der Komponentenkühlmodus umfasst ferner die Temperatursteuerungsklappe 80, die dazu eingestellt ist, den Luftstrom von dem Kaltluftweg 74 an den Mischabschnitt 75 des HVAC-Moduls 60 zu verschließen, während die Entlüftungssteuerungsklappe 87 in der vollständig offenen Position ist, um den Strom durch den Entlüftungsströmungsweg 85 zu öffnen. Zusätzlich kann jeder der dem Mischabschnitt 75 nachgelagerten Verteilungsströmungswege 82a, 82b, 82c verschlossen werden, um einen unerwünschten Strom klimatisierter Luft in den Innenraum des Fahrzeugs während des Betriebs in dem Komponentenkühlmodus zu verhindern. Damit strömt die in das HVAC-Modul 60 eintretende Luft ausschließlich durch den Warmluftweg 72, wenn sie in Richtung des Entlüftungsströmungswegs 85 strömt, und somit strömt die durch das HVAC-Modul 60 strömende Luft vor dem Verlassen des HVAC-Moduls 60 durch den internen Kondensator 24. Die Gesamtheit der durch das HVAC-Modul 60 strömenden Luft kann dementsprechend Wärme mit dem durch den internen Kondensator strömenden Kältemittel austauschen, was wiederum Wärme von dem Kältemittel abgibt, um dem Kältemittel zusätzliche Kühlkapazität beim Erreichen des Kühlers 39 zu verleihen. Der Komponentenkühlmodus umfasst dementsprechend eine maximale Abgabe von Wärme von dem Kältemittel in jedem von dem internen Kondensator 24 und dem externen Kondensator 26, ohne den Zustand der in den Innenraum des Fahrzeugs eintretenden Luft zu beeinträchtigen.
Der Innenraumkühlmodus und der Komponentenkühlmodus werden jeweils als den ausschließlichen Strom des Kältemittels durch einen oder den anderen des Kühlmittelkreiswegs 35 und des Verdampferwegs 36 umfassend beschrieben, doch Fachleute werden anerkennen, dass die Vorteile der vorliegenden Erfindung ungeachtet der Verteilung des Kältemittels zwischen den offenbarten Strömungswegen 35, 36 erkannt werden können. Zum Beispiel kann das Öffnen des Entlüftungsströmungswegs 85 während des gleichzeitigen Kühlens der Luft, die jeweils durch das HVAC-Modul 60 und die mindestens eine Wärme erzeugende Komponente strömt, auftreten, ohne zwangsläufig vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Vorteile der zusätzlichen Kühlkapazität des Kältemittels aufgrund des Durchströmens zweier separater Kondensatoren können zu jedem vorteilhaften Zweck verwendet werden und im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung bleiben. Zusätzlich ist anzuerkennen, dass, obwohl der Entlüftungsströmungsweg 85 als beim Auftreten besonders großer Belastungen verwendet beschrieben wird, etwa wenn eine maximale Kühlung erforderlich ist, das Entlüftungsmerkmal ungeachtet der dem Wärmepumpensystem 10 auferlegten Belastung verwendet werden kann.
Wie in der Offenbarung erläutert, kann das HVAC-Modul 60 eine von einer Vielzahl verschiedener geeigneter Einrichtungen zum Klimatisieren der Luft umfassen und trotzdem das hierin beschriebene Entlüftungselement bewahren. Zum Beispiel offenbaren 5 und 6 zwei Modifikationen des HVAC-Moduls 60, die die Fähigkeit bewahren, die hierin offenbarten Betriebsmodi trotz geringfügiger Unterschiede in der Struktur und Positionierung der das HVAC-Modul 60 bildenden Komponenten durchzuführen.
Das in 5 dargestellte HVAC-Modul 160 umfasst zwei Hauptmodifikationen des HVAC-Moduls 60, das in 2-4 dargestellt ist, doch andererseits im Wesentlichen auf gleiche Weise arbeitet. Eine erste Modifikation umfasst eher die Verwendung einer Temperatursteuerungsklappe 80, die an einem vorgelagerten Ende einer Teilung zwischen einem Warmluftweg 172 und einem Kaltluftweg 174 angeordnet ist, die von dem HVAC-Modul 160 definiert werden, als der Verwendung der nachgelagerten Temperatursteuerungsklappe. Die Temperatursteuerungsklappe 180 ist dazu eingerichtet, die durch das HVAC-Modul 160 strömende Luft an nur den Warmluftweg 172, an nur den Kaltluftweg 174 oder an jeden von dem Warmluftweg 172 und dem Kaltluftweg 174 zu verteilen, wie gewünscht. Der Warmluftweg 172 umfasst den internen Kondensator 24 an einer Position, die einem Entlüftungsströmungsweg 185 vorgelagert ist, der von dem Warmluftweg 172 abzweigt. Eine zweite Modifikation umfasst eher die Verwendung einer Entlüftungssteuerungsklappe 187, die selektiv positioniert ist, um den Strom durch zwei verschiedene Strömungswege vollständig zu blockieren, als einen einzigen Entlüftungsströmungsweg an die Außenumgebung. Konkret kann die Entlüftungssteuerungsklappe 187 in eine erste Position gedreht werden, in der die Entlüftungssteuerungsklappe 187 den Strom durch den Entlüftungsströmungsweg 185 vollständig verschließt und den Strom zwischen dem Warmluftweg 172 und einem Mischabschnitt 175 des HVAC-Moduls 160 erlaubt, und in eine zweite Position (in 5 gezeigt), in der die Entlüftungssteuerungsklappe 187 den Strom zwischen dem Warmluftweg 172 und dem Mischabschnitt 175 blockiert und die durch den Warmluftweg 172 strömende Luft in Richtung des Entlüftungsströmungswegs 185 ablenkt.
Das HVAC-Modul 160 arbeitet in ähnlicher Weise wie das HVAC-Modul 60, während es in der Lage ist, jeden der hierin offenbarten Betriebsmodi zu erreichen. Wenn das Entlüftungsmerkmal nicht erforderlich ist, wird die Entlüftungssteuerungsklappe 187 in der ersten Position platziert, um den Strom durch den Entlüftungsströmungsweg 185 zu blockieren, während die übrigen Komponenten des HVAC-Moduls 160 in herkömmlicher Weise zum Erwärmen/Kühlen und Verteilen der Luft an den Innenraum des Fahrzeugs arbeiten. Der Innenraumkühlmodus (in 5 gezeigt) umfasst die Temperatursteuerungsklappe 180, die dazu positioniert ist, den Strom durch jeden von dem Warmluftweg 172 und dem Kaltluftweg 174 zu ermöglichen, während die Entlüftungssteuerungsklappe 187 in der zweiten Position positioniert ist, um zu bewirken, dass durch den Warmluftweg 172 strömende Luft ausschließlich in den Entlüftungsströmungsweg 185 und an die Außenumgebung strömt. Im Gegensatz dazu umfasst der Komponentenkühlmodus die Temperatursteuerungsklappe 180, die dazu positioniert ist, den Strom durch den Kaltluftweg 174 zu blockieren, während die Entlüftungssteuerungsklappe 187 wieder in der zweiten Position platziert ist, um den Strom aus dem Warmluftweg 172 durch den Entlüftungsströmungsweg 185 zu ermöglichen. Das HVAC-Modul 160 ist dementsprechend in der Lage, jeden der zuvor beschriebenen Betriebsmodi zu erreichen, während trotzdem die Steuerung von nur zwei verschiedenen Klappen/Ventilen in Form der Temperatursteuerungsklappe 180 und der Entlüftungssteuerungsklappe 187 erforderlich ist.
6 stellt ein anderes HVAC-Modul 260 dar, dass im Wesentlichen auf dieselbe Weise arbeitet wie das HVAC-Modul 60, während es Temperatursteuerung für zwei verschiedene Zonen des Innenraums des Fahrzeugs bereitstellt. Das HVAC-Modul 260 umfasst einen in der Mitte befindlichen Warmluftweg 272, einen ersten Kaltluftweg 273, der auf einer ersten Seite des Warmluftwegs 272 gebildet ist, und einen zweiten Kaltluftweg 274, der auf einer zweiten Seite des Warmluftwegs 272 gebildet ist. Der Warmluftweg 272 umfasst den internen Kondensator 24, der einem Entlüftungsströmungsweg 285 vorgelagert angeordnet ist, der von dem Warmluftweg 272 abzweigt. Der Entlüftungsströmungsweg 285 kann sich aus der Perspektive von 6 in die oder aus der Seite erstrecken, wie gewünscht, um die Abluft an die Außenumgebung zu leiten. Eine Entlüftungssteuerungsklappe 287 ist dazu eingerichtet, zwischen einer ersten Position, die den Strom durch den Entlüftungsströmungsweg 285 blockiert, und einer zweiten Position, die den Strom durch den Entlüftungsströmungsweg 285 ermöglicht, einstellbar zu sein.
Eine erste Temperatursteuerungsklappe 280 ist dem ersten Kaltluftweg 273 und dem Warmluftweg 272 zum Steuern einer Verteilung der Luft zwischen dem ersten Kaltluftweg 273 und dem Warmluftweg 272 nachgelagert angeordnet, während ebenfalls der selektive Strom in Richtung eines ersten Satzes 282a der Verteilungsströmungswege ermöglicht wird, der mit dem Zuführen der Luft an eine erste Zone des Fahrzeugs verknüpft ist, etwa der Vordersitzzone des Innenraums. Eine zweite Temperatursteuerungsklappe 281 ist dem zweiten Kaltluftweg 274 und dem Warmluftweg 272 zum Steuern einer Verteilung der Luft zwischen dem zweiten Kaltluftweg 274 und dem Warmluftweg 272 nachgelagert angeordnet, während ebenfalls der selektive Strom in Richtung eines zweiten Satzes 282a der Verteilungsströmungswege ermöglicht wird, der mit dem Zuführen der Luft an eine zweite Zone des Fahrzeugs verknüpft ist, etwa der Rücksitzzone des Innenraums. Das HVAC-Modul 260 ist dementsprechend dazu eingerichtet, eine unabhängige Temperatursteuerung der zwei verschiedenen Zonen des Innenraums des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Das HVAC-Modul 260 arbeitet in ähnlicher Weise wie das HVAC-Modul 60, während es weiterhin in der Lage ist, jeden der hierin offenbarten Betriebsmodi zu erreichen. Wenn das Entlüftungsmerkmal nicht erforderlich ist, wird die Entlüftungssteuerungsklappe 287 in der ersten Position positioniert, um den Strom durch den Entlüftungsströmungsweg 285 zu blockieren, während die übrigen Komponenten des HVAC-Moduls 260 in herkömmlicher Weise zum Erwärmen oder Kühlen und Verteilen der Luft an den Innenraum des Fahrzeugs arbeiten. Der Innenraumkühlmodus (in 6 gezeigt) umfasst die erste Temperatursteuerungsklappe 280, die positioniert ist, um den Strom zwischen dem Warmluftweg 272 und dem ersten Satz 282a der Verteilungsströmungswege zu blockieren, die zweite Temperatursteuerungsklappe 281, die positioniert ist, um den Strom zwischen dem Warmluftweg 272 und dem zweiten Satz 282b der Verteilungsströmungswege zu blockieren, und die Entlüftungssteuerungsklappe 287, die geöffnet ist, um zu ermöglichen, dass der Strom durch den Warmluftweg 272 durch den Entlüftungsströmungsweg 285 aus dem HVAC-Modul 260 ausströmt. Der Komponentenkühlmodus umfasst die erste Temperatursteuerungsklappe 280, die positioniert ist, um den Strom zwischen dem und dem ersten Kaltluftweg 273 ersten Satz 282a der Verteilungsströmungswege zu blockieren, die zweite Temperatursteuerungsklappe 281, die positioniert ist, um den Strom zwischen dem zweiten Kaltluftweg 274 und dem zweiten Satz 282b der Verteilungsströmungswege zu blockieren, und die Entlüftungssteuerungsklappe 287, die geöffnet ist, um zu ermöglichen, dass der Strom durch den Warmluftweg 272 durch den Entlüftungsströmungsweg 285 aus dem HVAC-Modul 260 ausströmt, und das Verschließen von jedem der zwei Sätze 282a, 282b der Verteilungsströmungswege, um den unerwünschten Strom der klimatisierten Luft in den Innenraum des Fahrzeugs zu verhindern.
Aus der vorstehenden Beschreibung können Fachleute leicht die wichtigen Eigenschaften dieser Erfindung bestimmen und, ohne von deren Gedanken und Schutzumfang abzuweichen, verschiedene Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie an verschiedene Verwendungszwecke und Bedingungen anzupassen.

Claims

Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen (HVAC)-Modul (60) für ein Wärmepumpensystem (10) für ein Fahrzeug, wobei das Modul aufweist: einen Warmluftweg (72), der einen internen Kondensator (24) enthält; einen Kaltluftweg (74), der unabhängig von dem Warmluftweg (72) gebildet ist; einen Entlüftungsströmungsweg (85), der von dem Warmluftweg (72) an einer Position abzweigt, die dem internen Kondensator (24) mit Bezug auf einen Luftstrom durch das Modul nachgelagert ist, wobei der Entlüftungsströmungsweg (85) eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und der Außenumgebung bereitstellt; eine Temperatursteuerungsklappe (80) zur Steuerung einer Verteilung des Luftstroms durch das Modul zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Kaltluftweg (74) davon; und eine Entlüftungssteuerungsklappe (87), die zwischen einer ersten Position, die die Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) verhindert, und einer zweiten Position, die die Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) ermöglicht, einstellbar ist, wobei ein Komponentenkühlmodus des Wärmepumpensystems (10) das Kühlen einer Wärme erzeugenden Komponente des Fahrzeugs in Wärmeaustauschbeziehung mit einem durch den internen Kondensator (24) strömenden Kältemittel bereitstellt, wobei ein Steuerungssystem des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, im Komponentenkühlmodus die Entlüftungssteuerungsklappe (87) einzustellen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) zu ermöglichen, und die Temperatursteuerungsklappe (80) einzustellen, um zu verhindern, dass der Luftstrom durch den Kaltluftweg (74) strömt.
HVAC-Modul (60) nach Anspruch 1, wobei die Temperatursteuerungsklappe (80) dem Entlüftungsströmungsweg (85) mit Bezug auf den Luftstrom nachgelagert angeordnet ist.
HVAC-Modul (60) nach Anspruch 1, wobei die Temperatursteuerungsklappe (80) dem Entlüftungsströmungsweg (85) mit Bezug auf den Luftstrom vorgelagert angeordnet ist.
HVAC-Modul (60) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Verdampfer (30) dem Warmluftweg (72) und dem Kaltluftweg (74) mit Bezug auf den Luftstrom vorgelagert angeordnet ist.
HVAC-Modul (60) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Mischabschnitt (75), der dem Warmluftweg (72) und dem Kaltluftweg (74) mit Bezug auf den Luftstrom nachgelagert angeordnet ist, und eine Vielzahl von Verteilungsströmungswegen (82a, 82b, 82c), die dem Mischabschnitt (75) mit Bezug auf den Luftstrom nachgelagert angeordnet sind, wobei jeder der Verteilungsströmungswege (82a, 82b, 82c) eine Fluidverbindung zwischen dem Mischabschnitt (75) und einem Innenraum eines Fahrzeugs bereitstellt.
Wärmepumpensystem (10) für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Kältemittelkreis (20), der einen Verdichter (22), einen internen Kondensator (24) und einen externen Kondensator (26) enthält, und ein Modul für ein Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagensystem, wobei das Modul einen Warmluftweg (72), der den internen Kondensator (24) enthält, einen Kaltluftweg (74), der unabhängig von dem Warmluftweg (72) gebildet ist, einen Entlüftungsströmungsweg (85), der von dem Warmluftweg (72) an einer Position abzweigt, die dem internen Kondensator (24) mit Bezug auf einen Luftstrom durch das Modul nachgelagert ist und eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und der Außenumgebung bereitstellt, eine Temperatursteuerungsklappe (80) zur Steuerung einer Verteilung des Luftstroms durch das Modul zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Kaltluftweg (74) davon; und eine Entlüftungssteuerungsklappe (87) aufweist, die zwischen einer ersten Position, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) verhindert wird, und einer zweiten Position, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) ermöglicht wird, einstellbar ist, wobei der Kältemittelkreis (20) in Wärmeaustauschbeziehung mit einer Wärme erzeugenden Komponente des Fahrzeugs steht, wobei ein Komponentenkühlmodus des Wärmepumpensystems (10) das Kühlen einer Wärme erzeugenden Komponente des Fahrzeugs in Wärmeaustauschbeziehung mit einem durch den internen Kondensator (24) strömenden Kältemittel bereitstellt, wobei ein Steuerungssystem des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, im Komponentenkühlmodus die Entlüftungssteuerungsklappe (87) einzustellen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) zu ermöglichen, und die Temperatursteuerungsklappe (80) einzustellen, um zu verhindern, dass der Luftstrom durch den Kaltluftweg (74) strömt.
Wärmepumpensystem (10) nach Anspruch 6, wobei ein Verdampfer (30) des Kältemittelkreises (20) in dem Modul an einer Position angeordnet ist, die dem Warmluftweg (72) und dem Kaltluftweg (74) mit Bezug auf den Luftstrom vorgelagert ist.
Wärmepumpensystem (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der externe Kondensator (26) außerhalb des Moduls angeordnet ist.
Wärmepumpensystem (10) nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei eine erste Gebläseeinheit (68) in Fluidverbindung mit dem Modul ist und eine zweite Gebläseeinheit (21) in Fluidverbindung mit dem externen Kondensator (26) ist.
Verfahren zum Betreiben eines Wärmepumpensystems (10) eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen eines Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagenmoduls, wobei das Modul einen Warmluftweg (72), der einen internen Kondensator (24) enthält, einen Kaltluftweg (74), der unabhängig von dem Warmluftweg (72) gebildet ist, einen Entlüftungsströmungsweg (85), der von dem Warmluftweg (72) an einer Position abzweigt, die dem internen Kondensator (24) mit Bezug auf einen Luftstrom durch das Modul nachgelagert ist, und eine Entlüftungssteuerungsklappe (87) aufweist, die an einem Eingang zu dem Entlüftungsströmungsweg (85) angeordnet ist, wobei der Entlüftungsströmungsweg (85) eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und der Außenumgebung bereitstellt; Einstellen der Entlüftungssteuerungsklappe (87), um wahlweise eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) bereitzustellen; und Einstellen einer Temperatursteuerungsklappe (80), um eine Verteilung des Luftstroms durch das Modul zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Kaltluftweg (74) davon zu steuern, wobei ein Komponentenkühlmodus des Wärmepumpensystems (10) das Kühlen einer Wärme erzeugenden Komponente des Fahrzeugs in Wärmeaustauschbeziehung mit einem durch den internen Kondensator (24) strömenden Kältemittel bereitstellt, wobei der Komponentenkühlmodus das Einstellen der Entlüftungssteuerungsklappe (87), um eine Fluidverbindung zwischen dem Warmluftweg (72) und dem Entlüftungsströmungsweg (85) zu ermöglichen, und das Einstellen der Temperatursteuerungsklappe (80) umfasst, um zu verhindern, dass der Luftstrom durch den Kaltluftweg (74) strömt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Komponentenkühlmodus eine Gesamtheit des durch den Warmluftweg (72) strömenden und an die Außenumgebung abgegebenen Luftstroms umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei ein Kältemittelkreis (20) des Wärmepumpensystems (10) den internen Kondensator (24) und einen externen Kondensator (26) umfasst, der außerhalb des Moduls angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend einen Schritt des Abgebens von Wärme von einem Kältemittel, das durch den Kältemittelkreis (20) in sowohl dem internen Kondensator (24) als auch dem externen Kondensator (26) zirkuliert, um eine Kühlkapazität des Kältemittelkreises (20) zu maximieren.