DE102020129539A1 - Air conditioning system and method for controlling such - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Klimasystem (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kältekreislauf (11) aufweisend einen Verdichter (15), einen Kondensator (16), ein Expansionsventil (17) und einen Verdampfer (18), die seriell angeordnet sind, wobei einen Tropfenabscheider (14) mit dem flüssiges Kältemittel aus dem Kältekreislauf (13) entnehmbar ist, und einen Sammler (19), in dem das flüssige, vom Tropfenabscheider (14) entnommene Kältemittel speicherbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern solch eines Klimasystems (10) sowie ein Kraftfahrzeug mit solch einem Klimasystem (10).The invention relates to an air conditioning system (10), in particular for a motor vehicle, with a refrigeration circuit (11) having a compressor (15), a condenser (16), an expansion valve (17) and an evaporator (18), which are arranged in series. wherein a droplet separator (14) with the liquid refrigerant can be removed from the refrigeration circuit (13), and a collector (19) in which the liquid refrigerant removed from the droplet separator (14) can be stored. The invention also relates to a method for controlling such an air conditioning system (10) and a motor vehicle with such an air conditioning system (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Klimasystem mit einem Kältekreislauf sowie ein Verfahren zum Steuern eines solchen Klimasystems.The invention relates to an air conditioning system with a refrigeration circuit and a method for controlling such an air conditioning system.
In Fahrzeugen sind häufig Klimasysteme verbaut und werden dort zur Klimatisierung des Innenraums, d.h. des Fahrgastraums, des Fahrzeugs verwendet. In diesem Zusammenhang sind Wärmepumpen bekannt, welche über einen Verdampfer oder Chiller Wärme aufnehmen und über einen Kondensator zur Beheizung abgeben. Eine solche Wärmepumpe ist beispielsweise aus der
In
Der aktuelle Stand der Technik sieht üblicherweise die Notwendigkeit einer Überhitzung des Kältemittels nach dem Verdampfer und vor dem Verdichter vor, um zu verhindern, dass Tropfen flüssigen Kältemittels in den Verdichter gelangen, was ansonsten den Verdichter schädigen könnte. Üblicherweise ist dafür eine Überhitzung von 10°K erforderlich. Die Überhitzung ist dabei graphisch in
Diese Notwendigkeit der Überhitzung geht jedoch zu Lasten der Effizienz. Genauer erfolgt die Verdichtung im Kältekreislauf grundsätzlich isentrop. Da der Abstand der Isentropen zueinander zu größer werdenden Drücken hin fächerförmig größer wird, wird auch die Energie, die zur Verdichtung des Kältemittels benötigt wird, größer, je größer die Entropie ist. Da die Entropie grundsätzlich mit der Überhitzung steigt, resultiert aus der Überhitzung eine Effizienzm inderung.However, this need for overheating comes at the expense of efficiency. To be more precise, the compression in the refrigeration circuit is always isentropic. Since the distance between the isentropes increases in a fan shape with increasing pressures, the energy required to compress the refrigerant also increases as the entropy increases. Since entropy always increases with overheating, overheating results in a reduction in efficiency.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Klimasystem mit effizienterem Wärmepumpenbetrieb bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Klimasystem gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 6 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. It is therefore an object of the present invention to provide an air conditioning system with more efficient heat pump operation. This object is achieved by an air conditioning system according to
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Klimasystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bereitgestellt, mit einem Kältekreislauf aufweisend einen Verdichter, einen Kondensator, ein Expansionsventil und einen Verdampfer, insbesondere einem Chiller, die seriell angeordnet sind. Ferner hat das Klimasystem einen Tropfenabscheider mit dem flüssiges Kältemittel aus dem Kältekreislauf entnehmbar ist, und einen Sammler, in dem das flüssige, vom Tropfenabscheider entnommene Kältemittel speicherbar ist. Durch das Verwenden eines Tropfenabscheiders, insbesondere nach dem Verdampfer (insbesondere Chiller) und vor dem Verdichter, wird sichergestellt, dass nur gasförmiges Kältemittel in den Verdichter gelangt, indem bestehende Tropfen abgeführt werden. Dadurch ist die bisher notwenige Überhitzung nicht mehr im bisherigen Ausmaß erforderlich, wodurch die Effizienz des Kältekreislaufes gesteigert wird. Ziel des Ansatzes ist es, eine Überhitzung des Kältemittels nach dem Verdampfer und vor dem Verdichter auf ein Minimum zu reduzieren und den Beginn der Verdichtung, d.h. Punkt 1 des Druck-Enthalpie-Diagramms, idealerweise auf die Nassdampflinie zu legen, so wie durch Punkt 1 in
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das flüssige, entnommene Kältemittel aus dem Sammler, insbesondere über den Tropfenabscheider, wieder dem Kältekreislauf zuführbar. Hat sich eine gewisse Menge flüssiges Kältemittel im Sammler gesammelt, kann auf diese Weise wieder ein Teil des gesammelten flüssigen Kältemittels in den Kältekreislauf zurückgeführt werden, so dass bildlich ausgedrückt Punkt 1 des Druck-Enthalpie-Diagramms in beide Richtungen verschiebbar ist, d.h. der Kältekreislauf ist in beide Richtungen steuerbar, nämlich an Punkt 1 in Richtung einer größeren Überhitzung und in Richtung einer kleineren Überhitzung.According to a further exemplary embodiment of the invention, the liquid refrigerant removed from the collector can be fed back to the refrigeration circuit, in particular via the droplet separator. In this way, if a certain amount of liquid refrigerant has collected in the collector, part of the collected liquid refrigerant can be returned to be returned to the refrigeration circuit, so that, figuratively speaking,
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kältekreislauf, insbesondere der Verdichter und/oder das Expansionsventil, in Abhängigkeit von einem Füllstand des Sammlers steuerbar. Damit steht ein verhältnismäßig gut und zuverlässig messbarer Parameter zum Steuerung des Kältekreislaufs zur Verfügung.According to a further exemplary embodiment of the invention, the refrigeration circuit, in particular the compressor and/or the expansion valve, can be controlled as a function of the filling level of the collector. This provides a relatively good and reliably measurable parameter for controlling the refrigeration circuit.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Klimasystem ferner eine Steuereinheit, welche den Kältekreislauf derart steuert, dass bei Unterschreiten eines unteren Füllstand-Grenzwertes ein Kältemittelvolumenstrom durch den Verdichter verringert wird, und dass bei Überschreiten eines oberen Füllstand-Grenzwertes ein Kältemittelvolumenstrom durch den Verdichter erhöht wird.According to a further exemplary embodiment of the invention, the air conditioning system also has a control unit which controls the refrigeration circuit in such a way that a refrigerant volume flow through the compressor is reduced when the filling level falls below a lower limit value, and that a refrigerant volume flow through the compressor is increased when an upper filling level limit value is exceeded will.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Klimasystem eine Steuereinheit, welche das Expansionsventil derart steuert, dass bei Unterschreiten eines unteren Füllstand-Grenzwertes das Expansionsventil weiter geöffnet wird, und dass bei Überschreiten eines oberen Füllstand-Grenzwertes das Expansionsventil weiter geschlossen wird.According to a further exemplary embodiment of the invention, the air-conditioning system has a control unit which controls the expansion valve in such a way that the expansion valve is opened further when the fill level falls below a lower limit value and that the expansion valve is closed further when the fill level exceeds an upper limit value.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Klimasystems, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit dem Schritt des Führens eines Kältemittels durch einen Kältekreislauf, in dem ein Verdichter, ein Kondensator, ein Expansionsventil und ein Verdampfer, insbesondere ein Chiller, seriell angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst das Verfahren die Schritte des Abscheidens von flüssigem Kältemittel aus dem Kältekreislauf mittels eines Tropfenabscheiders, und des Speicherns des flüssigen, vom Tropfenabscheider entnommenen Kältemittels in einem Sammler. Mit diesem Verfahren sind die bereits im Zusammenhang mit dem Klimasystem beschriebenen Vorteile erreichbar.The invention also relates to a method for controlling an air conditioning system, in particular for a motor vehicle, with the step of conducting a refrigerant through a refrigeration circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator, in particular a chiller, are arranged in series. In addition, the method includes the steps of separating liquid refrigerant from the refrigeration cycle by means of a droplet separator, and storing the liquid refrigerant removed from the droplet separator in a collector. The advantages already described in connection with the air conditioning system can be achieved with this method.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren den Schritt des Zurückführens des flüssigen, entnommenen Kältemittels in den Kältekreislauf aus dem Sammler, insbesondere über den Tropfenabscheider.According to a further exemplary embodiment, the method includes the step of returning the liquid, removed refrigerant to the refrigeration circuit from the collector, in particular via the droplet separator.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren den Schritt des Steuerns des Kältekreislaufs, insbesondere des Verdichters und/oder des Expansionsventils, in Abhängigkeit von einem Füllstand im Sammler.According to a further exemplary embodiment, the method includes the step of controlling the refrigeration circuit, in particular the compressor and/or the expansion valve, as a function of a filling level in the collector.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren den Schritt des Steuerns des Kältekreislaufs mittels einer Steuereinheit derart, dass bei Unterschreiten eines unteren Füllstand-Grenzwertes ein Kältemittelvolumenstrom durch den Verdichter verringert wird, und dass bei Überschreiten eines oberen Füllstand-Grenzwertes ein Kältemittelvolumenstrom durch den Verdichter erhöht wird.According to a further exemplary embodiment, the method includes the step of controlling the refrigeration circuit by means of a control unit in such a way that a refrigerant volume flow through the compressor is reduced when the filling level falls below a lower limit value, and that a refrigerant volume flow through the compressor is increased when an upper filling level limit value is exceeded .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren den Schritt des Steuerns des Expansionsventils mittels einer Steuereinheit derart, dass bei Unterschreiten eines unteren Füllstand-Grenzwertes das Expansionsventil weiter geöffnet wird, und dass bei Überschreiten eines oberen Füllstand-Grenzwertes das Expansionsventil weiter geschlossen wird.According to a further exemplary embodiment, the method includes the step of controlling the expansion valve by means of a control unit in such a way that the expansion valve is opened further when the fill level falls below a lower limit value and that the expansion valve is closed further when the fill level exceeds an upper limit value.
Unter dem Chiller ist im Rahmen dieser Erfindung ein Fluid-Fluid-Wärmetauscher zu verstehen, der von einem ersten Fluid, insbesondere Kältemittel, durchströmbar ist und fluidisch davon getrennt von einem zweiten Fluid, insbesondere Kühlmittel, durchströmbar ist, wobei der Chiller angepasst ist, dass Wärmeenergie zwischen dem ersten und zweiten Fluid übertragen wird.In the context of this invention, the chiller is to be understood as meaning a fluid-fluid heat exchanger through which a first fluid, in particular refrigerant, can flow and, fluidically separate from this, a second fluid, in particular coolant, can flow through, the chiller being adapted such that Thermal energy is transferred between the first and second fluid.
Der Kondensator ist insbesondere ein wassergekühlter Kondensator, der von einem ersten Fluid, insbesondere Kältemittel, durchströmbar ist und fluidisch davon getrennt von einem zweiten Fluid, insbesondere Kühlmittel, durchströmbar ist, wobei der Kondensator angepasst ist, dass Wärmeenergie zwischen dem ersten und zweiten Fluid übertragen wird. Der Kondensator kann aber auch ein fluiddurchströmter Kondensator sein, welcher von Luft umströmt wird und Wärmeenergie zwischen dem Fluid und der Luft übertragen wird.The condenser is in particular a water-cooled condenser through which a first fluid, in particular refrigerant, can flow and through which a second fluid, particularly coolant, can flow fluidically separately, the condenser being adapted so that thermal energy is transferred between the first and second fluid . However, the condenser can also be a condenser through which fluid flows, around which air flows and heat energy is transferred between the fluid and the air.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
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1 zeigt schematisch ein Klimasystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2 zeigt schematisch ein Druck-Enthalpie-Diagramm eines Kältekreislaufs zu Erklärungszwecken der vorliegenden Erfindung; -
3 zeigt schematisch ein Druck-Enthalpie-Diagramm des Kältekreislaufs der vorliegenden Erfindung.
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1 shows schematically an air conditioning system according to an embodiment of the present invention; -
2 schematically shows a pressure-enthalpy diagram of a refrigeration cycle for the purpose of explaining the present invention; -
3 Fig. 12 schematically shows a pressure-enthalpy diagram of the refrigeration cycle of the present invention.
Das in
Der Kältekreislauf 11 ist angepasst, von einem Kältemittel durchströmt zu werden und dieses Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf zu zirkulieren. Dies ist beispielsweise 1234yf, R744, CO2 oder dergleichen. Der Kühlkreislauf 12 ist angepasst, von einem Kühlmittel durchströmt zu werden. Dies ist beispielsweise ein mit Additiven (z.B. Glykol) versetztes Wasser.The
Der Kältekreislauf 11 umfasst einen Verdichter 15, einen Kondensator 16, ein Expansionsventil 17, einen Verdampfer 18 und einen Tropfenabscheider 14. Der Verdampfer 18 ist insbesondere ein Chiller. Der Kühlmittelkreislauf 12 weist eine Kühlmittelpumpe 20, einen Heizwärmetauscher 21, den Kondensator 16 und den Verdampfer 18 auf. Ein im Kältekreislauf 13 erzeugte Wärmeenergie kann über den Kondensator 16 vom Kältekreislauf 13 in den Kühlmittelkreislauf 12 eingetragen werden, wo es dann als Wärmeenergie am Heizwärmetauscher 21 zur Verfügung steht, so dass eine Luft, die einem Fahrzeuginnenraum zuführbar ist, für Heizzwecke erwärmt werden kann. Alternativ kann die dem Fahrzeuginnenraum zuführbare Luft auch direkt den Kondensator 16 umströmen, so dass die Wärmeenergie direkt in diese Luft eingetragen wird.The
Die genannten Elemente sind in den jeweils genannten Kreisläufen mittels Leitungen in Form von Rohren und/oder Schläuchen miteinander verbunden. Darüber hinaus sind die genannten Elemente in den jeweils genannten Kreisläufen seriell miteinander verbunden, insbesondere in der vorstehend genannten Reihenfolge.The elements mentioned are connected to one another in the circuits mentioned in each case by means of lines in the form of pipes and/or hoses. In addition, the elements mentioned are connected to one another in series in the circuits mentioned in each case, in particular in the order mentioned above.
Der erfindungsgemäße Tropfenabscheider 14 dient zum Abscheiden von flüssigem Kältemittel aus dem Kältekreislauf 13. Kältemittel, welches im Tropfenabscheider 14 in flüssigem Aggregatszustand vorliegt, wird aus dem Kältekreislauf 13 mittels des Tropfenabscheiders 14 abgeführt und einem Sammler 19 zugeführt. Das im Sammler 19 gespeicherte, flüssige Kältemittel, welches zuvor über den Tropfenabscheider 14 dem Kältekreislauf 13 entnommen wurde, ist unter bestimmten Bedingungen (wie später erläutert) dem Kältekreislauf 13 wieder zuführbar. Der Sammler 19 ist mit dem Tropfenabscheider 14 verbunden und in Form eines Behälters zum Sammeln von flüssigem Kältemittel ausgebildet. Der Tropfenabscheider 14 kann beispielsweise eine Metallplatte oder Lochplatte sein, mittels der flüssiges Kältemittel eingefangen und über die Schwerkraft in den Sammler 19 abgeführt wird. Der Tropfenabscheider 14 ist mit dem Sammler 19 mittels einer Leitung in Form eines Rohres und/oder eines Schlauches verbunden oder beide sind direkt miteinander verbunden. Der Tropfenabscheider 14 wird dabei als Teil des geschlossenen Kältekreislaufs 13 betrachtet, wohingegen der Sammler 19 nicht als Teil des geschlossenen Kältekreislaufs 13 betrachtet wird, da er nicht vom Kältemittelstrom durchströmt wird.The
Ferner ist eine Steuereinheit 22 vorgesehen, die zumindest mit dem Verdichter 15, dem Expansionsventil 17 und der Pumpe 20 elektrisch verbunden ist, um diese Elemente entsprechend anzusteuern. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 22 mit einem oder mehreren Füllstand-Sensoren 23, 24 des Sammlers 19 elektrisch verbunden, um von diesen einen Füllstandswert des Sammlers 19 zu empfangen. So kann beispielsweise ein oberer Füllstand-Sensor 23 vorgesehen sein, mit dem ein oberer Füllstand-Grenzwert messbar ist, d.h. dieser könnte ein Signal ausgeben, welches anzeigt, ob dieser obere Füllstand-Grenzwert erreicht und/oder überschritten ist, was bedeuten würde, dass ein Pegel, des im Sammler 19 gesammelten, flüssigen Kältemittels diesen oberen Füllstand-Grenzwert erreicht oder überschritten hat. Darüber hinaus kann ein unterer Füllstand-Sensor 24 vorgesehen sein, mit dem ein unterer Füllstand-Grenzwert messbar ist, d.h. dieser könnte ein Signal ausgeben, welches anzeigt, ob dieser untere Füllstand-Grenzwert erreicht oder unterschritten ist, was bedeuten würde, dass ein Pegel, des im Sammler 19 gesammelten flüssigen Kältemittels diesen unteren Füllstand-Grenzwert erreicht oder unterschritten hat. Alternativ könnte auch ein Füllstand-Sensor vorgesehen sein, der den exakten Füllstand des Sammlers 19 misst und an die Steuereinheit 22, die dann den gemessenen Füllstand mit einem hinterlegten oberen und unteren Füllstand-Grenzwert vergleicht.Furthermore, a
Wie bereits einleitend beschrieben, kann durch den Tropfenabscheider flüssiges Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 13 entnommen werden, so dass sichergestellt wird, dass auch bei, im Vergleich zum Stand der Technik, kleiner Überhitzung, am Eingang des Verdichters 15 kein Kältemittel in flüssiger Form, sondern ausschließlich gasförmiges Kältemittel vorliegt.As already described in the introduction, liquid refrigerant can be removed from the
Um den Beginn der Verdichtung, d.h. Punkt 1 des Druck-Enthalpie-Diagramms, noch genauer steuern zu können ist das Klimasystem folgendermaßen angepasst bzw. folgendes Verfahren vorgesehen.In order to be able to control the start of compression, i.e.
So kann die Steuereinheit 22 den Kältekreislauf 13 derart steuern, beispielsweise durch Ansteuerung des Verdichters 15 und/oder durch Ansteuerung des Expansionsventils 17, dass bei Unterschreiten des unteren Füllstand-Grenzwertes ein Kältemittelvolumenstrom durch den Verdichter 15 verringert wird und/oder das Expansionsventil weiter geöffnet wird, und dass bei Überschreiten des oberen Füllstand-Grenzwertes der Kältemittelvolumenstrom durch den Verdichter 15 erhöht wird und/oder das Expansionsventil 17 weiter geschlossen wird.The
Anders ausgedrückt bewirkt die Steuerung des Klimasystems durch die Steuereinheit 22 folgendes:
- In einem Zustand relativ hoher Überhitzung, wird kein flüssiges Kältemittel
im Sammler 19 gesammelt, d.h. der untere Füllstands-Grenzwert wird unterschritten. DieTemperatur im Tropfenabscheider 14 bzw.im Sammler 19 liegt dann über der Nassdampftemperatur. In diesem Fallkann das Expansionsventil 17 weiter geöffnet werden und/oder der Kühlmittelvolumenstrom durchden Verdichter 15 weiter verringert werden. Dadurch steigen der Druck und damit dieTemperatur im Verdampfer 18. In der Folge kann das Kältemittel nicht mehr so viel Wärme aus der Umgebung aufnehmen, da das treibende Temperaturdelta abnimmt, die Überhitzung geht zurück, und es können sichim Topfenabscheider 14 Tropfen bilden, diesich im Sammler 19 sammeln. Die Temperatur stromaufwärts des Verdichters 15 könnte sogar unter die Nassdampftemperatur absinken. Durch das Öffnen des Expansionsventils 17 und/oder die Erhöhung des Kühlmittelvolumenstroms durchden Verdichter 15 sinkt auch dieTemperatur im Sammler 19, wo sich flüssiges Kältemittel befindet, in Richtung der Nassdampftem peratur.
- In a state of relatively high overheating, no liquid refrigerant is collected in the
collector 19, ie the level falls below the lower limit value. The temperature in thedroplet separator 14 or in thecollector 19 is then above the wet steam temperature. In this case, theexpansion valve 17 can be opened further and/or the coolant volume flow through thecompressor 15 can be further reduced. This increases the pressure and thus the temperature in theevaporator 18. As a result, the refrigerant can no longer absorb as much heat from the environment, since the driving temperature delta decreases, the overheating decreases, and drops can form in thepot separator 14 collect incollector 19. The temperature upstream of thecompressor 15 could even drop below the wet steam temperature. By opening theexpansion valve 17 and/or increasing the coolant volume flow through thecompressor 15, the temperature in thecollector 19, where liquid coolant is located, also decreases in the direction of the wet steam temperature.
Hat sich eine gewisse Menge flüssiges Kältemittel im Sammler 19 gesammelt, muss das Expansionsventil 17 weiter geschlossen werden, d.h. ein Durchströmungsquerschnitt des Expansionsventils 17 verringert werden, und/oder der Kühlmittelvolumenstrom durch den Verdichter 15 erhöht werden. Dadurch sinken im Verdampfer sowohl der Druck als auch die Temperatur im Zweiphasengebiet, es kann wieder mehr Wärme aus der Umgebung aufgenommen werden und das flüssige Kältemittel im Sammler 19 kann verdampfen und über den Tropfenabscheider 14 wieder dem Kältekreislauf 13 zugeführt werden. Im Mittel liegt die Temperatur vor dem Verdampfer in der Folge bei der Nassdampftemperatur, so dass die bisher notwendige Überhitzung verringert oder sogar gänzlich beseitigt werden kann.If a certain amount of liquid refrigerant has collected in the
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, this illustration and description is to be considered in the form of illustration and not limitation, and the invention is not intended to be limited to the precise form disclosed. The mere fact that certain features are recited in different dependent claims is not intended to imply that a combination of these features could not also be used to advantage.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3487656A (en) | 1968-05-07 | 1970-01-06 | Vilter Manufacturing Corp | Refrigeration system with refrigerant return means |
DE3833209C1 (en) | 1988-09-30 | 1990-03-29 | Danfoss A/S, Nordborg, Dk | |
US5355690A (en) | 1991-12-27 | 1994-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Air conditioning apparatus |
US20130061614A1 (en) | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Hojong JEONG | Air conditioner and method for controlling the same |
US20150013363A1 (en) | 2012-02-23 | 2015-01-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cooling device and vehicle equipped with the same, and control method for cooling device |
US20150267949A1 (en) | 2012-10-12 | 2015-09-24 | Thermo King Corporation | Combined accumulator and receiver tank |
US9239179B2 (en) | 2012-08-02 | 2016-01-19 | Lg Electronics Inc. | Air conditioner |
DE102016213619A1 (en) | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | METHOD FOR OPERATING A CLIMATE SYSTEM AND CLIMATE SYSTEM |
-
2020
- 2020-11-10 DE DE102020129539.1A patent/DE102020129539A1/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3487656A (en) | 1968-05-07 | 1970-01-06 | Vilter Manufacturing Corp | Refrigeration system with refrigerant return means |
DE3833209C1 (en) | 1988-09-30 | 1990-03-29 | Danfoss A/S, Nordborg, Dk | |
US5355690A (en) | 1991-12-27 | 1994-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Air conditioning apparatus |
US20130061614A1 (en) | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Hojong JEONG | Air conditioner and method for controlling the same |
US20150013363A1 (en) | 2012-02-23 | 2015-01-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cooling device and vehicle equipped with the same, and control method for cooling device |
US9239179B2 (en) | 2012-08-02 | 2016-01-19 | Lg Electronics Inc. | Air conditioner |
US20150267949A1 (en) | 2012-10-12 | 2015-09-24 | Thermo King Corporation | Combined accumulator and receiver tank |
DE102016213619A1 (en) | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | METHOD FOR OPERATING A CLIMATE SYSTEM AND CLIMATE SYSTEM |
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