DE102022125729A1

DE102022125729A1 - Wärmepumpe für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102022125729A1
Application number: DE102022125729.0A
Authority: DE
Inventors: Rachael Shey; Jeffrey Paul Brown
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-10-07
Filing date: 2022-10-05
Publication date: 2023-04-13
Also published as: US11919368B2; US20230113540A1; CN115950113A; US20240149641A1

Abstract

Eine Wärmepumpe beinhaltet einen Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf beinhaltet einen ersten Wärmetauscher, einen ersten Bereich eines zweiten Wärmetauschers, einen dritten Wärmetauscher, einen vierten Wärmetauscher, einen Verdichter, einen Dampfgenerator und ein Vierwegeventil. Der Verdichter beinhaltet einen Niederdruckeingang, einen Mitteldruckeingang und einen Ausgang. Der Dampfgenerator ist stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts sowohl des Niederdruckeingangs als auch des Mitteldruckeingangs positioniert. Das Vierwegeventil ist unmittelbar stromaufwärts des ersten Wärmetauschers positioniert. Mindestens eine Komponente, die aus dem ersten Wärmetauscher, dem zweiten Wärmetauscher und dem Dampfgenerator ausgewählt ist, ist während eines ersten vorbestimmten Satzes von Heizbetriebsmodi der Wärmepumpe und eines ersten vorbestimmten Satzes von Kühlbetriebsmodi der Wärmepumpe frei von verdichterangetriebener Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Wärmepumpe. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Wärmepumpe für ein Fahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Wärmepumpen werden derzeit in Fahrzeugen eingesetzt. Ein Kältemittelkreislauf kann in derartigen Wärmepumpen beinhaltet sein.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Wärmepumpe einen Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf beinhaltet einen ersten Wärmetauscher, einen ersten Bereich eines zweiten Wärmetauschers, einen dritten Wärmetauscher, einen vierten Wärmetauscher, einen Verdichter, einen Dampfgenerator und ein Vierwegeventil. Der Verdichter beinhaltet einen Niederdruckeingang, einen Mitteldruckeingang und einen Ausgang. Der Dampfgenerator ist stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts sowohl des Niederdruckeingangs als auch des Mitteldruckeingangs positioniert. Das Vierwegeventil ist unmittelbar stromaufwärts des ersten Wärmetauschers positioniert. Mindestens eine Komponente, die aus dem ersten Wärmetauscher, dem zweiten Wärmetauscher und dem Dampfgenerator ausgewählt ist, ist während eines ersten vorbestimmten Satzes von Heizbetriebsmodi der Wärmepumpe und eines ersten vorbestimmten Satzes von Kühlbetriebsmodi der Wärmepumpe frei von verdichterangetriebener Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Dreiwegeventil, das stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts eines Eingangs des ersten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das erste Dreiwegeventil stromaufwärts des ersten Bereichs des zweiten Wärmetauschers positioniert ist;
- das Vierwegeventil ist stromabwärts des ersten Dreiwegeventils positioniert;
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein zweites Dreiwegeventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Wärmetauschers positioniert ist;
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein drittes Dreiwegeventil, das stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das dritte Dreiwegeventil stromabwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist und wobei das dritte

Dreiwegeventil stromaufwärts des Niederdruckeingangs positioniert ist;

- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner einen Akkumulator, der unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeingangs des Verdichters und unmittelbar stromabwärts des dritten Dreiwegeventils positioniert ist.
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist, und ein zweites Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist, wobei sich das erste Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das zweite Absperrventil in einer offenen Position befindet, und wobei sich das zweite Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das erste Absperrventil in einer offenen Position befindet;
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein drittes Absperrventil, das stromabwärts des Dampfgenerators positioniert ist;
- der Dampfgenerator ist ein Flüssigkeit-Gas-Trennventil;
- der Dampfgenerator ist ein Plattenwärmetauscher;
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Expansionsventil, das stromaufwärts eines ersten Bereichs des Dampfgenerators positioniert ist;
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein zweites Expansionsventil, das stromaufwärts des Vierwegeventils positioniert ist, ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist, und ein viertes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist; und
- einen Kühlmittelkreislauf, der einen zweiten Bereich des zweiten Wärmetauschers, eine Pumpe, einen fünften Wärmetauscher, einen Behälter und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt, beinhaltet.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Wärmepumpe einen Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf beinhaltet ein Kältemittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kältemittelkreislaufs fluidisch koppelt, und ein erstes Wärmeaustauschfluid, das durch das Kältemittelnetz aus Leitungen zirkuliert wird. Der Kältemittelkreislauf beinhaltet auch einen Verdichter, der einen Niederdruckeingang, einen Mitteldruckeingang und einen Ausgang aufweist; Der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner einen ersten Wärmetauscher, einen ersten Bereich eines zweiten Wärmetauschers, einen dritten Wärmetauscher, einen vierten Wärmetauscher, einen Dampfgenerator, ein erstes Dreiwegeventil und ein Vierwegeventil. Der Dampfgenerator ist stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts sowohl des Niederdruckeingangs als auch des Mitteldruckeingangs positioniert. Das erste Dreiwegeventil ist stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts eines Eingangs des ersten Wärmetauschers positioniert. Das erste Dreiwegeventil ist stromabwärts des ersten Bereichs des zweiten Wärmetauschers positioniert. Das Vierwegeventil ist unmittelbar stromaufwärts des ersten Wärmetauschers positioniert. Das Vierwegeventil ist stromabwärts des ersten Dreiwegeventils positioniert. Mindestens eine Komponente, die aus dem ersten Wärmetauscher, dem zweiten Wärmetauscher und dem Dampfgenerator ausgewählt ist, ist während eines ersten vorbestimmten Satzes von Heizbetriebsmodi der Wärmepumpe und eines ersten vorbestimmten Satzes von Kühlbetriebsmodi der Wärmepumpe frei von verdichterangetriebener Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids.
Ausführungsformen des zweiten Aspekts der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein zweites Dreiwegeventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Wärmetauschers positioniert ist;
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein drittes Dreiwegeventil, das stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das dritte Dreiwegeventil stromabwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist und wobei das dritte Dreiwegeventil stromaufwärts des Niederdruckeingangs positioniert ist;
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist, ein zweites Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist, wobei sich das erste Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das zweite Absperrventil in einer offenen Position befindet, und wobei sich das zweite Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das erste Absperrventil in einer offenen Position befindet, und ein drittes Absperrventil stromabwärts des Dampfgenerators positioniert ist.
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Expansionsventil, das stromaufwärts eines ersten Bereichs des Dampfgenerators positioniert ist, ein zweites Expansionsventil, das stromaufwärts des Vierwegeventils positioniert ist, ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist, und ein viertes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist;
- der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner einen Akkumulator, der unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeingangs des Verdichters und unmittelbar stromabwärts des dritten Dreiwegeventils positioniert ist; und
- einen Kühlmittelkreislauf, der einen zweiten Bereich des zweiten Wärmetauschers, eine Pumpe, einen fünften Wärmetauscher, einen Behälter und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt, beinhaltet.

Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann bei Lektüre der folgenden Beschreibung, Patentansprüche und beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt Folgendes:

1 ist eine schematische Darstellung einer Wärmepumpenanordnung, die einen Kältemittelkreislauf und einen Kühlmittelkreislauf veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
2 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Kabinenkühlbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
3 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Kabinen- und Batteriekühlbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
4 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Batteriekühlbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
5 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Heizbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
6 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen ersten Wiedererwärmungsbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
7 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen zweiten Wiedererwärmungsbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
8 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen dritten Wiedererwärmungsbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
9 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen vierten Wiedererwärmungsbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
10 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen ersten Enteisungsbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel;
11 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen zweiten Enteisungsbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel; und
12 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Heiz- und Enteisungsbetriebsmodus veranschaulicht, gemäß einem Beispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“, „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“ und Ableitungen davon auf die Konzepte in ihrer Ausrichtung in 1. Es versteht sich jedoch, dass die Konzepte verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen können, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Auch versteht es sich, dass die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten und in der folgenden Beschreibung beschriebenen spezifischen Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Deshalb sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften im Zusammenhang mit den in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Patentansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes angeben.
Die vorliegend veranschaulichten Ausführungsformen bestehen hauptsächlich aus Kombinationen von Verfahrensschritten und Gerätekomponenten, die eine Wärmepumpe betreffen.Dementsprechend sind die Einrichtungskomponenten und Verfahrensschritte in den Zeichnungen gegebenenfalls durch herkömmliche Symbole wiedergegeben, wobei nur diejenigen spezifischen Details dargestellt sind, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung relevant sind, um die Offenbarung nicht mit Details undeutlich zu machen, die für den Durchschnittsfachmann angesichts der Beschreibung dieser Schrift ohne Weiteres auf der Hand liegen. Ferner geben gleiche Bezugszeichen in der Beschreibung und den Zeichnungen gleiche Elemente wieder.
Im in dieser Schrift verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, dass ein beliebiges der aufgezählten Elemente einzeln eingesetzt werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Elemente eingesetzt werden kann.Zum Beispiel kann, wenn eine Zusammensetzung als die Komponenten A, B und/oder C enthaltend beschrieben ist, die Zusammensetzung nur A; nur B; nur C; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
In dieser Schrift werden Bezugsausdrücke, wie etwa erstes und zweites, Oberseite und Unterseite und dergleichen, lediglich dazu verwendet, eine Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Einheiten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren.Es ist beabsichtigt, dass die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“ oder eine beliebige sonstige Variation davon einen nicht ausschließlichen Einschluss abdecken, sodass ein Prozess, Verfahren, Artikel oder Gerät, der/das eine Aufzählung von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet oder einem derartigen Prozess, Verfahren, Artikel oder Gerät inhärent sind.Ein Element, dem „umfasst... ein(e)“ vorangeht, schließt nicht, ohne weitere Einschränkungen, das Vorhandensein von zusätzlichen identischen Elementen in dem Prozess, Verfahren, Artikel oder Gerät aus, der/das das Element umfasst.
Im in dieser Schrift verwendeten Sinn bedeutet der Ausdruck „etwa“, dass Mengen, Größen, Formulierungen, Parameter und andere Größen und Eigenschaften nicht genau sind und nicht genau sein müssen, sondern auf Wunsch annähernd und/oder größer oder kleiner sein können und Toleranzen, Umwandlungsfaktoren, Abrundung, Messfehler und dergleichen und andere Faktoren widerspiegeln können, die dem Fachmann bekannt sind. Wenn der Ausdruck „etwa“ verwendet wird, um einen Wert oder einen Endpunkt eines Bereichs zu beschreiben, sollte die Offenbarung so verstanden werden, dass sie den spezifischen Wert oder Endpunkt beinhaltet, auf den Bezug genommen wird. Unabhängig davon, ob ein numerischer Wert oder ein Endpunkt eines Bereichs in der Beschreibung „etwa“ enthält, soll der numerische Wert oder der Endpunkt eines Bereichs zwei Ausführungsformen einschließen: eine, die durch „etwa“ modifiziert ist, und eine, die nicht durch „etwa“ modifiziert ist. Ferner versteht es sich, dass die Endpunkte jedes der Bereiche sowohl in Bezug auf den anderen Endpunkt als auch unabhängig von dem anderen Endpunkt signifikant sind.
Die Ausdrücke „wesentlich“, „im Wesentlichen“ und Variationen davon sollen im in dieser Schrift verwendeten Sinne darauf hinweisen, dass ein beschriebenes Merkmal gleich oder annähernd gleich einem Wert oder einer Beschreibung ist. Beispielsweise soll eine „im Wesentlichen ebene“ Fläche bedeuten, dass eine Fläche eben oder annähernd eben ist. Darüber hinaus soll „im Wesentlichen“ bedeuten, dass zwei Werte gleich oder annähernd gleich sind. In einigen Ausführungsformen kann „im Wesentlichen“ Werte innerhalb von etwa 10 % voneinander bezeichnen, wie etwa innerhalb von etwa 5 % voneinander oder innerhalb von etwa 2 % voneinander.
Im in dieser Schrift verwendeten Sinne bedeuten die Ausdrücke „der“, „die“, „das“ oder „ein“ oder „eine“ „mindestens ein(e)“ und sollten nicht auf „lediglich ein(e)“ beschränkt werden, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist. Somit beinhaltet zum Beispiel eine Bezugnahme auf „eine Komponente“ Ausführungsformen, die zwei oder mehr derartige Komponenten aufweisen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt.
Unter Bezugnahme auf 1-12 bezeichnet das Bezugszeichen 20 im Allgemeinen eine Wärmepumpe. Die Wärmepumpe 20 beinhaltet einen Kältemittelkreislauf 24. Der Kältemittelkreislauf 24 beinhaltet einen ersten Wärmetauscher 28, einen zweiten Wärmetauscher 32, einen dritten Wärmetauscher 36, einen vierten Wärmetauscher 40, einen Verdichter 44, einen Dampfgenerator 48 und ein Vierwegeventil 52. Der Verdichter 44 beinhaltet einen Niederdruckeingang 56, einen Mitteldruckeingang 60 und einen Ausgang 64. Der Dampfgenerator 48 ist stromabwärts des Ausgangs 64 des Verdichters 44 und stromaufwärts sowohl des Niederdruckeingangs 56 als auch des Mitteldruckeingangs 60 positioniert. Das Vierwegeventil 52 ist unmittelbar stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 28 positioniert. Ein Kältemittelnetz aus Leitungen 68 koppelt die verschiedenen Komponenten des Kältemittelkreislaufs 24 fluidisch. Ein erstes Wärmeaustauschfluid wird durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 zirkuliert. Das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 ist mit verschiedenen Komponenten des Kältemittelkreislaufs 24, die in dieser Schrift erörtert werden, fluidisch gekoppelt. Der Kürze und Klarheit halber werden einzelne Regionen des Kältemittelnetzes aus Leitungen 68 nicht erörtert, es sei denn, durch eine derartige Erörterung wird zusätzliche Klarheit bereitgestellt. Vielmehr wird die Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids in Bezug auf die Interaktion zwischen dem ersten Wärmeaustauschfluid und verschiedenen Komponenten des Kältemittelkreislaufs 24 beschrieben. Mindestens eine Komponente, die aus dem ersten Wärmetauscher 28, dem zweiten Wärmetauscher 32 und dem Dampfgenerator 48 ausgewählt ist, ist während eines ersten vorbestimmten Satzes von Heizbetriebsmodi der Wärmepumpe 20 und eines ersten Satzes von Kühlbetriebsmodi der Wärmepumpe 20 frei von Strömung, die durch den Verdichter 44 des ersten Wärmeaustauschfluids angetrieben wird (d. h. verdichterangetriebener Strömung), wie in dieser Schrift ausführlicher beschrieben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1-12 beinhaltet der Kältemittelkreislauf 24 der Wärmepumpe 20 auch ein erstes Dreiwegeventil 72, das stromabwärts des Ausgangs 64 des Verdichters 44 positioniert ist. Das erste Dreiwegeventil 72 ist stromabwärts eines Eingangs 76 des ersten Wärmetauschers 28 positioniert. Das erste Dreiwegeventil 72 ist auch stromabwärts eines ersten Bereichs 80 des zweiten Wärmetauschers 32 positioniert. Das Vierwegeventil 52 ist stromabwärts des ersten Dreiwegeventils 72 positioniert. Ein zweites Dreiwegeventil 84 ist unmittelbar stromabwärts des ersten Wärmetauschers 28 positioniert. Ein drittes Dreiwegeventil 88 ist stromabwärts des dritten Wärmetauschers 36 positioniert.
Das dritte Dreiwegeventil 88 ist auch stromabwärts des vierten Wärmetauschers 40 positioniert. Das dritte Dreiwegeventil 88 ist stromaufwärts des Niederdruckeingangs 56 des Verdichters 44 positioniert. In verschiedenen Beispielen kann ein Akkumulator 92 unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeingangs 56 des Verdichters 44 und unmittelbar stromabwärts des dritten Dreiwegeventils 88 positioniert sein. Der Akkumulator 92 ein Saugakkumulator sein. Im Allgemeinen kann der Akkumulator 92 den Verdichter 44 vor Flüssigkeitsschlägen oder Flüssigkeit, die in den Verdichter 44 eingeleitet wird, schützen. Der Akkumulator 92 kann auch Feuchtigkeit und Verunreinigungen aus dem Kältemittelkreislauf 24 zurückhalten und sicherstellen, dass nur Kältemittel, wie etwa das erste Wärmeaustauschfluid, zu dem Verdichter 44 zurückkehrt. Es wird in Betracht gezogen, dass anstelle des Akkumulators 92 oder zusätzlich zu dem Akkumulator 92 ein Sammler-Trockner verwendet werden kann. In Beispielen, die den Sammler-Trockner einsetzen, kann der Sammler-Trockner entlang des Kältemittelkreislaufs 24 (z. B. entlang des Kältemittelnetzes aus Leitungen 68) positioniert sein. Wenn er eingesetzt wird, kann der Sammler-Trockner während geringen Systemanforderungen, wenn die Wärmepumpe 20 betrieben wird, als vorübergehendes Speicherbehältnis für das erste Wärmeaustauschfluid fungieren. Zusätzlich kann der Sammler-Trockner ein Trockenmittel enthalten, das verwendet wird, um Feuchtigkeit (z. B. Wasser) zu absorbieren, die in das erste Wärmeaustauschfluid gelangt sein kann. In einigen Beispielen kann der Sammler-Trockner ein Filter beinhalten, das Verunreinigungen auffangen kann, die in den Kältemittelkreislauf 24 und/oder das erste Wärmeaustauschfluid gelangt sein können.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1-12 kann der Kältemittelkreislauf 24 ein erstes Absperrventil 96 beinhalten, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher 28 angeschlossen ist. Zusätzlich beinhaltet der Kältemittelkreislauf 24 ein zweites Absperrventil 100, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher 28 angeschlossen ist. In verschiedenen Beispielen kann das erste Absperrventil 96 in einer geschlossenen Position versetzt sein, wenn sich das zweite Absperrventil 100 in einer offenen Position befindet. Ähnlich kann das zweite Absperrventil 100 in einer geschlossenen Position versetzt sein, wenn sich das erste Absperrventil 96 in einer offenen Position befindet. In einigen Beispielen der Wärmepumpe 20 können das erste Absperrventil 96 und das zweite Absperrventil 100 auf eine sich gegenseitig ausschließende Weise geöffnet sein. Das heißt, in einigen Beispielen kann der Verdichter 44 das erste Wärmeaustauschfluid während des Betriebs eines gegebenen Betriebsmodus der Wärmepumpe 20 nur durch eines des ersten Absperrventils 96 oder des zweiten Absperrventils 100 antreiben, wie in dieser Schrift ausführlicher erörtert. Ein drittes Absperrventil 104 kann stromabwärts des Dampfgenerators 48 positioniert sein. In verschiedenen Beispielen kann der Dampfgenerator 48 ein Flüssigkeit-Gas-Trennventil sein. In derartigen Beispielen kann das Flüssigkeit-Gas-Trennventil eine thermische Phasentrennung und/oder eine mechanische Phasentrennung durchführen, wodurch eine gasförmige Komponente eines ersten Wärmeaustauschfluids, das durch den Kältemittelkreislauf 24 zirkuliert wird, mindestens teilweise extrahiert wird. Der Teil der gasförmigen Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids, der durch das Flüssigkeit-Gas-Trennventil extrahiert wird, kann dann an dem Mitteldruckeingang 60 in den Verdichter eingespeist werden. Zusätzlich wird in derartigen Beispielen der Rest des ersten Wärmeaustauschfluids, das Flüssigkeits- und Gaskomponenten enthalten kann, durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 zu den restlichen Komponenten des Kältemittelkreislaufs 24 für den gegebenen Betriebsmodus zirkuliert. Dieser restliche Teil des ersten Wärmeaustauschfluids wird schließlich zu dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 geleitet. In alternativen Beispielen kann der Dampfgenerator 48 ein Plattenwärmetauscher sein. In derartigen Beispielen beinhaltet der Dampfgenerator 48 einen ersten Bereich 108 und einen zweiten Bereich 112.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1-12 ist ein erstes Expansionsventil 116 stromaufwärts des ersten Bereichs 108 des Dampfgenerators 48 positioniert. Ein zweites Expansionsventil 120 ist stromaufwärts des Vierwegeventils 52 positioniert. Ein drittes Expansionsventil 124 ist unmittelbar stromaufwärts des dritten Wärmetauschers 36 positioniert. Ein viertes Expansionsventil 128 ist unmittelbar stromaufwärts des vierten Wärmetauschers 40 positioniert. Die Wärmepumpe 20 kann ferner einen Kühlmittelkreislauf 132 beinhalten. Der Kühlmittelkreislauf 132 beinhaltet eine Pumpe 136, einen zweiten Bereich 140 des zweiten Wärmetauschers 32, einen Behälter 144, einen fünften Wärmetauscher 148 und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen 152, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs 132 fluidisch koppelt. Ein zweites Wärmeaustauschfluid strömt durch das Kühlmittelnetz aus Leitungen 152 des Kühlmittelkreislaufs 132 sowie die Komponenten des Kühlmittelkreislaufs 132. Das erste und das zweite Wärmeaustauschfluid interagieren thermisch über den zweiten Wärmetauscher 32. Insbesondere wenn das erste und das zweite Wärmeaustauschfluid durch den ersten Bereich 80 bzw. den zweiten Bereich 140 des zweiten Wärmetauschers 32 strömen, interagieren das erste und das zweite Wärmeaustauschfluid thermisch. In verschiedenen Beispielen kann der fünfte Wärmetauscher 148 in Fluidverbindung mit einem Kanalsystem 154 eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystems (HLK-Systems) stehen. Ähnlich kann der dritte Wärmetauscher 36 in Fluidverbindung mit dem Kanalsystem 154 des HLK-Systems stehen. Dementsprechend können der dritte und der fünfte Wärmetauscher 36, 148 eingesetzt werden, um eine Temperatur der Umgebungsluft zu verändern und einer Umgebung (z. B. einer Kabine eines Fahrzeugs) temperaturgeregelte Luft bereitzustellen.
Unter Bezugnahme auf 2-4 sind beispielhafte Betriebsmodi dargestellt. Insbesondere sind ein Kabinenkühlbetriebsmodus (2), ein Kabinen- und Batteriekühlbetriebsmodus (3) und ein Batteriekühlbetriebsmodus (4) in beispielhafter Form dargestellt. In jedem dieser Betriebsmodi beinhaltet das Vierwegeventil 52 einen ersten Anschluss 156, einen zweiten Anschluss 160, einen dritten Anschluss 164 und einen vierten Anschluss 168. Eine auseinandergezogene Ansicht des Vierwegeventils 52 ist in 2-4 eingefügt, um die Erörterung des Betriebs des Vierwegeventils 52 in dem gegebenen Betriebsmodus zu unterstützen. In jedem dieser Betriebsmodi kann die Verwendung des Kühlmittelkreislaufs 132 weggelassen werden. Zum Beispiel kann die Pumpe 136, die innerhalb des Kühlmittelkreislaufs 132 positioniert ist, in einen ausgeschalteten Zustand versetzt sein. Anders ausgedrückt nimmt der erste Bereich 80 des zweiten Wärmetauschers 32 in jedem dieser Betriebsmodi keine Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids auf, das durch den Verdichter 44 angetrieben wird. In dem Kabinenkühlbetriebsmodus (2) können der vierte Wärmetauscher 40 und das vierte Expansionsventil 128 aus der Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids ausgelassen werden, das durch den Verdichter 44 angetrieben wird. Ähnlich können in dem Batteriekühlbetriebsmodus (4) der dritte Wärmetauscher 36 und das dritte Expansionsventil 124 aus der Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids ausgelassen werden, das durch den Verdichter 44 angetrieben wird. Zum Beispiel kann das dritte Expansionsventil 124 in der Lage sein, als Absperrventil betrieben zu werden, sodass das dritte Expansionsventil 124 in einen geschlossenen Zustand versetzt wird, der verhindert, dass Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids durch den dritten Wärmetauscher 36 gelangt. Ähnlich kann das vierte Expansionsventil 128 in der Lage sein, als Absperrventil betrieben zu werden, sodass das vierte Expansionsventil 128 in einen geschlossenen Zustand versetzt wird, der verhindert, dass Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids durch den vierten Wärmetauscher 40 gelangt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2-4 kann die Position des ersten Dreiwegeventils 72 verhindern, dass das erste Wärmeaustauschfluid mit dem zweiten Wärmetauscher 32 interagiert. Der Verdichter 44 wirkt auf das erste Wärmeaustauschfluid und treibt das erste Wärmeaustauschfluid von dem Ausgang 64 in Richtung des ersten Dreiwegeventils 72 an. Aufgrund der Position des ersten Dreiwegeventils 72 tritt das erste Wärmeaustauschfluid in einen ersten Anschluss 172 des ersten Dreiwegeventils 72 ein und tritt aus einem zweiten Anschluss 176 des ersten Dreiwegeventils 72 aus. Nachdem es aus dem zweiten Anschluss 176 des ersten Dreiwegeventils 72 ausgetreten ist, strömt das erste Wärmeaustauschfluid zu dem ersten Anschluss 156 des Vierwegeventils 52. Das Vierwegeventil 52 ist in seiner Position eingestellt, um das erste Wärmeaustauschfluid an dem ersten Anschluss 156 aufzunehmen, sodass der erste Anschluss 156 als ein Eingang betrieben wird, wie durch den Pfeil 180 angegeben. Die Position des Vierwegeventils 52 leitet das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 156 aufgenommen wird, derart, dass es an dem vierten Anschluss 168 aus dem Vierwegeventil 52 austritt, wie durch den Pfeil 184 angegeben. Wenn es aus dem vierten Anschluss 168 des Vierwegeventils 52 austritt, tritt das erste Wärmeaustauschfluid an dem Eingang 76 des ersten Wärmetauschers 28 in den ersten Wärmetauscher 28 ein. Wenn das erste Wärmeaustauschfluid durch den ersten Wärmetauscher 28 strömt, kann das erste Wärmeaustauschfluid thermisch mit einem Wärmeaustauschfluid interagieren, das sich außerhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 132 befindet (z. B. Umgebungsluft), sodass Wärme aus dem ersten Wärmeaustauschfluid entfernt werden kann. Das erste Wärmeaustauschfluid tritt an einem Ausgang 188 des ersten Wärmetauschers 28 aus dem ersten Wärmetauscher 28 aus. Wenn es über den Ausgang 188 aus dem ersten Wärmetauscher 28 austritt, tritt das erste Wärmeaustauschfluid in einen ersten Anschluss 192 des zweiten Dreiwegeventils 84 ein. Das zweite Dreiwegeventil 84 ist derart positioniert, dass das erste Wärmeaustauschfluid zu einem zweiten Anschluss 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 geleitet wird. In jedem dieser Betriebsmodi befindet sich das zweite Absperrventil 100 in der geschlossenen Position und befindet sich das erste Absperrventil 96 in der offenen Position. Wenn es aus dem zweiten Anschluss 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 in Richtung des ersten Absperrventils 96 geleitet. Unter weiterer Bezugnahme auf 2-4 trifft das erste Wärmeaustauschfluid auf einen ersten Kopplungspunkt 200 zwischen Regionen des Kältemittelnetzes aus Leitungen 68, nachdem es durch das erste Absperrventil 96 geströmt ist. Von dem ersten Kopplungspunkt 200 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung eines ersten Verzweigungspunkts 204 geleitet. Wenn das erste Wärmeaustauschfluid auf den ersten Verzweigungspunkt 204 trifft, wird ein Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet, während der restliche Teil des ersten Wärmeaustauschfluids weiter in Richtung des zweiten Bereichs 112 des Dampfgenerators 48 strömt. In verschiedenen Beispielen kann der Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wird, als ein Verhältnis oder ein Prozentsatz ausgedrückt werden. Wenn zum Beispiel das Verhältnis als Prozentsatz des ersten Wärmeaustauschfluids ausgedrückt wird, der in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wird, kann das erste Expansionsventil 116 etwa 5 %, etwa 10 %, etwa 15 %, etwa 20 %, etwa 25 %, etwa 30 %, etwa 35 %, etwa 40 %, etwa 45 %, etwa 50 %, etwa 55 % oder etwa 60 % des ersten Wärmeaustauschfluids aufnehmen, das auf den ersten Verzweigungspunkt 204 trifft. Der Rest oder Ausgleichsprozentsatz des ersten Wärmeaustauschfluids, der auf den ersten Verzweigungspunkt 204 trifft und nicht in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wird, kann weiter in Richtung des zweiten Bereichs 112 des Dampfgenerators 48 strömen. Es wird in Betracht gezogen, dass in verschiedenen Betriebsmodi der Wärmepumpe 20 der Prozentsatz des ersten Wärmeaustauschfluids, der durch das erste Expansionsventil 116 aufgenommen wird, variieren kann. Der Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wird, strömt durch das erste Expansionsventil 116 und wird in Richtung eines Eingangs 208 des ersten Bereichs 108 des Dampfgenerators 48 geleitet. Dieser umgeleitete Teil des ersten Wärmeaustauschfluids strömt durch den ersten Bereich 108 und tritt an einem Ausgang 212 des Dampfgenerators 48 aus dem Dampfgenerator 48 aus. Druck und Temperatur des Teils des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wurde, nehmen infolge der Interaktion mit dem ersten Expansionsventil 116 ab. Dementsprechend weist das erste Wärmeaustauschfluid, das durch den ersten Bereich 108 des Dampfgenerators 48 strömt, einen niedrigeren Druck und eine niedrigere Temperatur als das erste Wärmeaustauschfluid auf, das durch den zweiten Bereich 112 strömt. Daher interagiert das erste Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 thermisch mit dem ersten Wärmeaustauschfluid, das durch den zweiten Bereich 112 des Dampfgenerators 48 strömt. Unter weiterer Bezugnahme auf 2-4 tritt das erste Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 infolge der thermischen Interaktion zwischen dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 und dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des zweiten Bereichs 112 an dem Ausgang 212 des ersten Bereichs 108 mit einer höheren Temperatur, einem höheren Druck und/oder einem höheren Dampfprozentsatz als das erste Wärmeaustauschfluid, das in den Eingang 208 des ersten Bereichs 108 eingetreten ist, aus dem Dampfgenerator 48 aus. Das erste Wärmeaustauschfluid, dass über den Ausgang 212 aus dem ersten Bereich 108 austritt, wird in Richtung des Mitteldruckeingangs 60 des Verdichters 44 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid aus dem ersten Bereich 108 des Dampfgenerators 48 wird in den Verdichter 44 eingespeist. Das Einspeisen des ersten Wärmeaustauschfluids an dem Mitteldruckeingang 60 des Verdichters 44 kann einen Wirkungsgrad des Kältemittelkreislaufs 24 verbessern und/oder eine Wärmeaustauschkapazität des Kältemittelkreislaufs 24 erhöhen. Zum Beispiel kann das Einspeisen des ersten Wärmeaustauschfluids an dem Mitteldruckeingang 60 des Verdichters 44 eine Kondensationskapazität des Kältemittelkreislaufs 24 erhöhen, während eine durch den Verdichter 44 erfahrene Belastung verringert wird. Die verbesserte Kondensationskapazität des Kältemittelkreislaufs 24 und die verringerte Belastung des Verdichters 44 können zu Leistungs- und Wirkungsgradverbesserungen für die Wärmepumpe 20 und/oder den Kältemittelkreislauf 24 beitragen. Zusätzlich kann das Einspeisen des ersten Wärmeaustauschfluids an dem Mitteldruckeingang 60 einen Umgebungstemperaturbetriebsbereich der Wärmepumpe 20 und/oder des Kältemittelkreislaufs 24 erhöhen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2-4 interagiert der Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der nicht in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wurde und stattdessen in Richtung eines Eingangs 216 des zweiten Bereichs 112 des Dampfgenerators 48 geströmt ist, thermisch mit dem ersten Wärmeaustauschfluid, das in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wurde. Während dieser thermischen Interaktion zwischen dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des zweiten Bereichs 112 und dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 wird Wärme von dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des zweiten Bereichs 112 auf das erste Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 übertragen. Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das an einem Ausgang 220 des zweiten Bereichs 112 aus dem Dampfgenerator 48 austritt, eine andere Temperatur, einen anderen Druck und/oder einen anderen Dampfprozentsatz als das erste Wärmeaustauschfluid, das in den Eingang 216 eingetreten ist, aufweisen. Zum Beispiel kann das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem Ausgang 220 des zweiten Bereichs 112 aus dem Dampfgenerator 48 austritt, eine niedrigere Temperatur und einen niedrigeren Druck als das erste Wärmeaustauschfluid beim Eintreten in den Eingang 216 des zweiten Bereichs 112 aufweisen. Wenn es aus dem Ausgang 220 des zweiten Bereichs 112 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Absperrventils 104 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid strömt durch das dritte Absperrventil 104, da sich das dritte Absperrventil 104 in der offenen Position befindet.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 2 wird das erste Wärmeaustauschfluid von dem dritten Absperrventil 104 durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 in Richtung des dritten Expansionsventils 124 geleitet. Wie bei dem ersten Expansionsventil 116 erfährt das erste Wärmeaustauschfluid infolge von Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 124 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Nachdem es aus dem dritten Expansionsventil 124 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung eines Eingangs 224 des dritten Wärmetauschers 36 geleitet. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmeaustauschfluids, das durch den dritten Wärmetauscher 36 strömt, können eingesetzt werden, um Kühlung für Luft bereitzustellen, die durch das Kanalsystem 154 strömt, mit dem der dritte Wärmetauscher 36 in Fluidverbindung steht. Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über einen Ausgang 228 des dritten Wärmetauschers 36 aus dem dritten Wärmetauscher 36 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 224 in den dritten Wärmetauscher 36 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen. Wenn es über den Ausgang 228 aus dem dritten Wärmetauschers 36 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung eines ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Infolge der Position des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 232 aufgenommen wird, aus einem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils und in Richtung des Akkumulators 92 geleitet. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit, wodurch der Durchlauf des Kältemittelkreislaufs 24 in dem Kabinenkühlbetriebsmodus abgeschlossen wird.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 3 ist der Kabinen- und Batteriekühlbetriebsmodus gemäß einem Beispiel dargestellt. Von dem dritten Absperrventil 104 wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 in Richtung des dritten Expansionsventils 124 geleitet. Auf dem Weg zu dem dritten Expansionsventil 124 trifft das erste Wärmeaustauschfluid auf einen zweiten Verzweigungspunkt 240. An dem zweiten Verzweigungspunkt 240 wird ein erster Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des vierten Expansionsventils 128 geleitet und wird ein zweiter Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des dritten Expansionsventils 124 geleitet. Der erste Teil des ersten Wärmeaustauschfluids erfährt infolge von Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Ähnlich erfährt der zweite Teil des ersten Wärmeaustauschfluids infolge der Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 124 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Nachdem es aus dem dritten Expansionsventil 124 ausgetreten ist, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Eingangs 224 des dritten Wärmetauschers 36 geleitet. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmeaustauschfluids, das durch den dritten Wärmetauscher 36 strömt, können eingesetzt werden, um Kühlung für Luft bereitzustellen, die durch das Kanalsystem 154 strömt, mit dem der dritte Wärmetauscher 36 in Fluidverbindung steht. Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über den Ausgang 228 des dritten Wärmetauschers 36 aus dem dritten Wärmetauscher 36 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 224 in den dritten Wärmetauscher 36 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 wird das erste Wärmeaustauschfluid, wenn es über den Ausgang 228 aus dem dritten Wärmetauscher 36 austritt, in Richtung des ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Ähnlich wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung eines Eingangs 244 des vierten Wärmetauschers 40 geleitet, nachdem es aus dem vierten Expansionsventil 128 ausgetreten ist. Die Temperatur und der Druck des durch den vierten Wärmetauscher 40 strömenden ersten Wärmeaustauschfluids, die infolge der Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 verringert sind, können eingesetzt werden, um die Temperatur von wärmeerzeugenden Komponenten zu verringern, mit denen der vierte Wärmetauscher 40 interagiert (z. B. Elektromotoren, Batterien, Elektronik usw.). Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über einen Ausgang 248 des vierten Wärmetauschers 40 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 244 in den vierten Wärmetauscher 40 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen. Wenn es über den Ausgang 248 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 zu einem Rückschlagventil 252 geleitet. In Betriebsmodi, in denen das erste Wärmeaustauschfluid nicht durch das Rückschlagventil 252 strömt, das erste Wärmeaustauschfluid jedoch durch den dritten Wärmetauscher 36 strömt (z. B. 2, 6 und 8), verhindert das Rückschlagventil 252 Rückströmung in Richtung des vierten Wärmetauschers 40. Dementsprechend verhindert das Rückschlagventil 252, dass der vierte Wärmetauscher 40 ein Speichergefäß für das erste Wärmeaustauschfluid wird, wenn der vierte Wärmetauscher 40 in einem gegebenen Betriebsmodus nicht eingesetzt wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 wird der erste Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des vierten Wärmetauschers 40 geleitet wurde, wieder mit dem zweiten Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des dritten Wärmetauschers 36 geleitet wurde, zusammengeführt oder kombiniert, sobald das erste Wärmeaustauschfluid durch das Rückschlagventil 252 strömt. Der erste und der zweite Teil des ersten Wärmeaustauschfluids werden stromabwärts des Ausgangs 228 des dritten Wärmetauschers 36 wieder zusammengeführt oder kombiniert. Das Rückschlagventil 252 verhindert Rückströmung oder übermäßigen Gegendruck an dem Ausgang 248 des vierten Wärmetauschers 40. Von dem Rückschlagventil 252 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Infolge der Position des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 232 aufgenommen wird, aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils und in Richtung des Akkumulators 92 geleitet. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit.
Unter konkreter Bezugnahme auf 4 ist der Batteriekühlbetriebsmodus beispielhaft dargestellt. Der vierte Wärmetauscher 40 kann einem Batteriepack des Fahrzeugs oder einer anderen Komponente des Fahrzeugs, die Wärme erzeugt, zugeordnet sein, wobei der Betrieb einer derartigen anderen Komponente von der Entfernung oder Verteilung der erzeugten Wärme profitieren kann. Während des Batteriekühlbetriebsmodus kann der Kühlmittelkreislauf 132 aus dem Betrieb weggelassen werden. Das erste Wärmeaustauschfluid wird durch den vierten Wärmetauscher 40, aber nicht durch den dritten Wärmetauscher 36, zirkuliert. Von dem dritten Absperrventil 104 wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 in Richtung des dritten Expansionsventils 124 geleitet. Auf dem Weg zu dem dritten Absperrventil 104 trifft das erste Wärmeaustauschfluid auf den zweiten Verzweigungspunkt 240. Das erste Wärmeaustauschfluid wird an dem zweiten Verzweigungspunkt 240 vollständig in Richtung des vierten Expansionsventil 128 umgeleitet, ohne das eine nennenswerte Menge des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des dritten Expansionsventils 124 oder des vierten Wärmetauschers 40 geleitet wird. Verhindern, dass das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Expansionsventils 124 und des dritten Wärmetauschers 36 geleitet wird, kann zum Beispiel durch Bereitstellen eines Absperrventils zwischen dem zweiten Verzweigungspunkt 240 und dem dritten Expansionsventil 124 oder dadurch erreicht werden, dass das dritte Expansionsventil 124 zusätzlich in der Lage ist, als Absperrventil betrieben zu werden. Unabhängig von dem konkreten Ansatz, der zum Verhindern von Interaktion des ersten Wärmeaustauschfluids mit dem dritten Expansionsventil 124 und dem dritten Wärmetauscher 36 verwendet wird, wird das erste Wärmeaustauschfluid vollständig in Richtung des vierten Expansionsventils 128 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid erfährt infolge von Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 eine Abnahme in Druck und Temperatur.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Eingangs 244 des vierten Wärmetauschers 40 geleitet, nachdem es aus dem vierten Expansionsventil 128 ausgetreten ist. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des durch den vierten Wärmetauscher 40 strömenden ersten Wärmeaustauschfluids können eingesetzt werden, um die Temperatur von wärmeerzeugenden Komponenten zu verringern, mit denen der vierte Wärmetauscher 40 interagiert (z. B. Elektromotoren, Batterien, Elektronik usw.). Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über den Ausgang 248 des vierten Wärmetauschers 40 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 244 in den vierten Wärmetauscher 40 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen. Wenn es über den Ausgang 248 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 zu dem Rückschlagventil 252 geleitet. Sobald das erste Wärmeaustauschfluid durch das Rückschlagventil 252 strömt, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Zum Beispiel kann der gleiche Ansatz, der erreicht hat, dass verhindert wird, dass das erste Wärmeaustauschfluid weiter zu dem dritten Expansionsventil 124 gelangt, einen ausreichenden Strömungswiderstand bereitstellen, um zu verhindern, dass das erste Wärmeaustauschfluid nach Strömen durch das Rückschlagventil 252 in den Ausgang 228 des dritten Wärmetauschers 36 eintritt. Infolge der Position des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 232 aufgenommen wird, aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils und in Richtung des Akkumulators 92 geleitet. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit.
Unter Bezugnahme auf 5-9 sind verschiedene Betriebsmodi der Wärmepumpe 20 dargestellt, die den Kühlmittelkreislauf 132 einsetzen. Die Pumpe 136 wird in diesen Betriebsmodi eingeschaltet, sodass ein zweites Wärmeaustauschfluid durch die Komponenten des Kühlmittelkreislaufs 132 zirkuliert wird. Das zweite Wärmeaustauschfluid wird von der Pumpe 136 in Richtung des zweiten Wärmetauschers 32 angetrieben. Dementsprechend interagiert das zweite Wärmeaustauschfluid über den zweiten Wärmetauscher 32 thermisch mit dem ersten Wärmeaustauschfluid. Insbesondere wird das zweite Wärmeaustauschfluid durch den zweiten Bereich 140 des zweiten Wärmetauschers 32 zirkuliert, während das erste Wärmeaustauschfluid durch den ersten Bereich 80 des zweiten Wärmetauschers 32 zirkuliert wird. In verschiedenen Beispielen kann das zweite Wärmeaustauschfluid an dem zweiten Wärmetauscher 32 Wärme aus dem ersten Wärmeaustauschfluid extrahieren. Von dem zweiten Wärmetauscher 32 wird das zweite Wärmeaustauschfluid durch das Kühlmittelnetz aus Leitungen 152 zu einem Eingang 254 des Behälters 144 geleitet. Der Behälter 144 kann das zweite Wärmeaustauschfluid sammeln. Ein Ausgang 256 des Behälters 144 ist durch das Kühlmittelnetz aus Leitungen 152 an einen Eingang 260 des fünften Wärmetauschers 148 angeschlossen. Ein Ausgang 264 des fünften Wärmetauschers 148 ist an die Pumpe 136 angeschlossen. Dementsprechend wird das zweite Wärmeaustauschfluid auf siphonartige Weise aus dem Behälter 144 und in den Eingang 260 des fünften Wärmetauschers 148 gezogen, wenn die Pumpe 136 betrieben wird. Anders ausgedrückt kann der Betrieb der Pumpe 136 einen positiven Druck an dem Eingang 254 des Behälters 144 und einen negativen Druck an dem Ausgang 256 des Behälters generieren. Daher kann die Druckdifferenz über den Behälter 144 das Einleiten des zweiten Wärmeaustauschfluids in den Eingang 260 des fünften Wärmetauschers 148 ermöglichen. Infolge der Fluidverbindung zwischen dem fünften Wärmetauscher 148 und dem Kanalsystem 154 kann das zweite Wärmeaustauschfluid einer Kabine eines Fahrzeugs Wärme bereitstellen. Zum Beispiel kann der fünfte Wärmetauscher 148 als Heizkern betrieben werden. Alternativ kann Wärme von dem zweiten Wärmeaustauschfluid von dem fünften Wärmetauscher 148 an Komponenten übertragen werden, die von derartiger Wärme profitieren können, wie etwa Batterien oder elektrische Komponenten während kalter Witterungsbedingungen in der Umgebung, in der sich das Fahrzeug oder die Wärmepumpe 20 zu einem gegebenen Zeitpunkt aufhält.
Unter Bezugnahme auf 5-7 wirkt der Verdichter 44 auf das erste Wärmeaustauschfluid, um das erste Wärmeaustauschfluid von dem Ausgang 64 des Verdichter 44 in Richtung des ersten Anschlusses 172 des ersten Dreiwegeventils 72 anzutreiben. Die Positionierung des ersten Dreiwegeventils 72 in diesen Betriebsmodi ist derart, dass das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 172 aufgenommen wird, aus einem dritten Anschluss 268 des ersten Dreiwegeventils 72 geleitet wird. Von dem dritten Anschluss 268 des ersten Dreiwegeventils 72 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung eines Eingangs 272 des ersten Bereichs 80 des zweiten Wärmetauschers 32 geleitet. In jedem der dargestellten Beispiele befindet sich das erste Absperrventil 96 in einer geschlossenen Position, sodass das erste Wärmeaustauschfluid auf den ersten Kopplungspunkt 200 trifft und durch den ersten Kopplungspunkts 200 strömt, um weiter zum ersten Verzweigungspunkt 204 zu strömen, wenn das erste Wärmeaustauschfluid über einen Ausgang 276 des ersten Bereichs 80 aus dem ersten Bereich 80 des zweiten Wärmetauschers 32 austritt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 5-9 wird ein Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet, während der restliche Teil des ersten Wärmeaustauschfluids weiter in Richtung des zweiten Bereichs 112 des Dampfgenerators 48 strömt, wenn das erste Wärmeaustauschfluid auf den ersten Verzweigungspunkt 204 trifft. In verschiedenen Beispielen kann der Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wird, als ein Verhältnis oder ein Prozentsatz ausgedrückt werden. Wenn zum Beispiel das Verhältnis als Prozentsatz des ersten Wärmeaustauschfluids ausgedrückt wird, der in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wird, kann das erste Expansionsventil 116 etwa 5 %, etwa 10 %, etwa 15 %, etwa 20 %, etwa 25 %, etwa 30 %, etwa 35 %, etwa 40 %, etwa 45 %, etwa 50 %, etwa 55 % oder etwa 60 % des ersten Wärmeaustauschfluids aufnehmen, das auf den ersten Verzweigungspunkt 204 trifft. Der Rest oder Ausgleichsprozentsatz des ersten Wärmeaustauschfluids, der auf den ersten Verzweigungspunkt 204 trifft und nicht in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wird, kann weiter in Richtung des zweiten Bereichs 112 des Dampfgenerators 48 strömen. Es wird in Betracht gezogen, dass in verschiedenen Betriebsmodi der Wärmepumpe 20 der Prozentsatz des ersten Wärmeaustauschfluids, der durch das erste Expansionsventil 116 aufgenommen wird, variieren kann.
Unter weiterer Bezugnahme auf 5-9 strömt der Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wird, durch das erste Expansionsventil 116 und wird in Richtung des Eingangs 208 des ersten Bereichs 108 des Dampfgenerators 48 geleitet. Dieser umgeleitete Teil des ersten Wärmeaustauschfluids strömt durch den ersten Bereich 108 und tritt an dem Ausgang 212 des ersten Bereichs 108 des Dampfgenerators 48 aus dem Dampfgenerator 48 aus. Druck und Temperatur des Teils des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wurde, nehmen infolge der Interaktion mit dem ersten Expansionsventil 116 ab. Dementsprechend weist das erste Wärmeaustauschfluid, das durch den ersten Bereich 108 des Dampfgenerators 48 strömt, einen niedrigeren Druck und eine niedrigere Temperatur als das erste Wärmeaustauschfluid auf, das durch den zweiten Bereich 112 strömt. Daher interagiert das erste Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 thermisch mit dem ersten Wärmeaustauschfluid, das durch den zweiten Bereich 112 des Dampfgenerators 48 strömt. Infolge der thermischen Interaktion zwischen dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 und dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des zweiten Bereichs 112 tritt das erste Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 an dem Ausgang 212 des ersten Bereichs 108 mit einer höheren Temperatur, einem höheren Druck und/oder einem höheren Dampfprozentsatz als das erste Wärmeaustauschfluid, das in den Eingang 208 des ersten Bereichs 108 eingetreten ist, aus dem Dampfgenerator 48 aus. Das erste Wärmeaustauschfluid, dass über den Ausgang 212 aus dem ersten Bereich 108 austritt, wird in Richtung des Mitteldruckeingangs 60 des Verdichters 44 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid aus dem ersten Bereich 108 des Dampfgenerators 48 wird in einem gasförmigen Zustand in den Verdichter 44 eingespeist. Das Einspeisen des ersten Wärmeaustauschfluids an dem Mitteldruckeingang 60 des Verdichters 44 kann einen Wirkungsgrad des Kältemittelkreislaufs 24 verbessern und/oder eine Wärmeaustauschkapazität des Kältemittelkreislaufs 24 erhöhen. Zum Beispiel kann das Einspeisen des ersten Wärmeaustauschfluids an dem Mitteldruckeingang 60 des Verdichters 44 eine Kondensationskapazität des Kältemittelkreislaufs 24 erhöhen, während eine durch den Verdichter 44 erfahrene Belastung verringert wird. Die verbesserte Kondensationskapazität des Kältemittelkreislaufs 24 und die verringerte Belastung des Verdichters 44 können zu Leistungs- und Wirkungsgradverbesserungen für die Wärmepumpe 20 und/oder den Kältemittelkreislauf 24 beitragen. Zusätzlich kann das Einspeisen des ersten Wärmeaustauschfluids an dem Mitteldruckeingang 60 einen Umgebungstemperaturbetriebsbereich der Wärmepumpe 20 und/oder des Kältemittelkreislaufs 24 erhöhen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 5-9 interagiert der Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der nicht in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wurde und stattdessen in Richtung des Eingangs 216 des zweiten Bereichs 112 des Dampfgenerators 48 geströmt ist, thermisch mit dem ersten Wärmeaustauschfluid, das in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet wurde. Während dieser thermischen Interaktion zwischen dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des zweiten Bereichs 112 und dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 wird Wärme von dem ersten Wärmeaustauschfluid innerhalb des zweiten Bereichs 112 auf das erste Wärmeaustauschfluid innerhalb des ersten Bereichs 108 übertragen. Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem Ausgang 220 des zweiten Bereichs 112 aus dem Dampfgenerator 48 austritt, eine andere Temperatur, einen anderen Druck und/oder einen anderen Dampfprozentsatz als das erste Wärmeaustauschfluid, das in den Eingang 216 eingetreten ist, aufweisen. Zum Beispiel kann das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem Ausgang 220 des zweiten Bereichs 112 aus dem Dampfgenerator 48 austritt, eine niedrigere Temperatur und einen niedrigeren Druck als das erste Wärmeaustauschfluid beim Eintreten in den Eingang 216 des zweiten Bereichs 112 aufweisen. Wenn es aus dem Ausgang 220 des zweiten Bereichs 112 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Absperrventils 104 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid strömt durch das dritte Absperrventil 104, da sich das dritte Absperrventil 104 in der offenen Position befindet. Unter spezifischer Bezugnahme auf 5 ist ein Heizbetriebsmodus gemäß einem Beispiel dargestellt. In dem Heizbetriebsmodus wird das erste Wärmeaustauschfluid von dem dritten Absperrventil 104 in Richtung des zweiten Expansionsventils 120 geleitet. In diesem Betriebsmodus verhindern das dritte Expansionsventil 124 und das vierte Expansionsventil 128, dass das erste Wärmeaustauschfluid zu dem dritten Wärmetauscher 36 bzw. dem vierten Wärmetauscher 40 angetrieben wird. Um das gleiche Ziel zu erreichen, können alternativ unmittelbar stromaufwärts des dritten und vierten Expansionsventils 124, 128 Absperrventile positioniert sein. In beiden Fällen wird das erste Wärmeaustauschfluid entlang des Kältemittelnetzes aus Leitungen 68 geleitet, um mit dem zweiten Expansionsventil 120 zu interagieren, nachdem es das dritte Absperrventil 104 verlassen hat. Das erste Wärmeaustauschfluid erfährt infolge von Interaktion mit dem zweiten Expansionsventil 120 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Von dem zweiten Expansionsventil 120 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Anschlusses 164 des Vierwegeventils 52 geleitet. Dementsprechend setzt die Positionierung des Vierwegeventils 52 in dem Heizbetriebsmodus den dritten Anschluss 164 des Vierwegeventils 52 als ersten Eingang ein, wie durch den Pfeil 280 angegeben. Infolge der Positionierung des Vierwegeventils 52 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das in den dritten Anschluss 164 eingetreten ist, in Richtung des vierten Anschlusses 168 geleitet, sodass der vierte Anschluss 168 als erster Ausgang fungiert, wie durch den Pfeil 284 angegeben. Von dem vierten Anschluss 168 des Vierwegeventils 52 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Eingangs 76 des ersten Wärmetauschers 28 geleitet. Innerhalb des ersten Wärmetauschers 28 kann das erste Wärmeaustauschfluid Wärme von Fluid absorbieren, mit dem der erste Wärmetauscher 28 zusätzlich in Kontakt steht (z. B. Umgebungsluft, die sich außerhalb eines Fahrzeugs befindet).
Unter erneuter Bezugnahme auf 5 wird das erste Wärmeaustauschfluid, wenn es über den Ausgang 188 aus dem ersten Wärmetauscher 28 austritt, in Richtung des ersten Anschlusses 192 des zweiten Dreiwegeventils 84 geleitet. Infolge der Positionierung des zweiten Dreiwegeventils 84 in dem Heizbetriebsmodus wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 192 aufgenommen wurde, in Richtung des zweiten Anschlusses 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 geleitet, sodass der zweite Anschluss 196 als Ausgang betrieben wird. Von dem zweiten Anschluss 196 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des zweiten Absperrventils 100 geleitet. Insbesondere kann das zweite Absperrventil 100 entlang eines Überbrückungsabschnitts 288 des Kältemittelnetzes aus Leitungen 68 positioniert sein. Zum Beispiel kann ein erstes Ende des Überbrückungsabschnitts 288 als erster Überbrückungspunkt 292 bezeichnet werden und kann ein zweites Ende des Überbrückungsabschnitts 288 als zweiter Überbrückungspunkt 296 bezeichnet werden. Der erste Überbrückungspunkt 292 kann zwischen dem zweiten Anschluss 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 und dem ersten Absperrventil 96 positioniert sein. Der zweite Überbrückungspunkt 296 kann zwischen dem zweiten Anschluss 176 des ersten Dreiwegeventils 72 und dem ersten Anschluss 156 des Vierwegeventils 52 positioniert sein. In dem Heizbetriebsmodus wird das erste Absperrventil 96 in die geschlossene Position versetzt und wird das zweite Absperrventil 100 in die offene Position versetzt. Dementsprechend strömt das erste Wärmeaustauschfluid, das aus dem zweiten Anschluss 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 austritt, durch das zweite Absperrventil 100 und wird in Richtung des ersten Anschlusses 156 des Vierwegeventils 52 geleitet. Daher wird der erste Anschluss 156 des Vierwegeventils 52 während des Heizbetriebsmodus als zweiter Eingang betrieben, wie durch den Pfeil 300 angegeben. Das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 156 aufgenommen wird, wird aus dem zweiten Anschluss 160 des Vierwegeventils 52 heraus geleitet, sodass der zweite Anschluss 160 als zweiter Ausgang betrieben wird, wie durch den Pfeil 304 angegeben. Von dem zweiten Anschluss 160 des Vierwegeventils 52 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung eines dritten Anschlusses 308 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Die Positionierung des dritten Dreiwegeventils 88 in dem Heizbetriebsmodus leitet das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem dritten Anschluss 308 aufgenommen wird, derart, dass es an dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils 88 aus dem dritten Dreiwegeventil 88 austritt. Von dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Akkumulators 92 geleitet, wobei der Akkumulator 92 wie zuvor dargelegt funktioniert. Die gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids wird dann aus dem Akkumulator 92 in den Niederdruckeingang 56 des Verdichter 44 eingeleitet.
Unter Bezugnahme auf 6 und 7 wird das erste Wärmeaustauschfluid von dem dritten Absperrventil 104 in Richtung des dritten Expansionsventils 124 geleitet. Das zweite Dreiwegeventil 84 ist derart positioniert, dass verhindert wird, dass das erste Wärmeaustauschfluid auf seinem Weg zum dritten Expansionsventil 124 durch das zweite Dreiwegeventil 84 strömt. Das erste Wärmeaustauschfluid erfährt infolge von Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 124 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Nachdem es aus dem dritten Expansionsventil 124 ausgetreten ist, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Eingangs 224 des dritten Wärmetauschers 36 geleitet. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmeaustauschfluids, das durch den dritten Wärmetauscher 36 strömt, können eingesetzt werden, um Kühlung für Luft bereitzustellen, die durch das Kanalsystem 154 strömt, mit dem der dritte Wärmetauscher 36 in Fluidverbindung steht. Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über den Ausgang 228 des dritten Wärmetauschers 36 aus dem dritten Wärmetauscher 36 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 224 in den dritten Wärmetauscher 36 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen. Die Kühlung der Luft innerhalb des Kanalsystems 154, die in diesen Betriebsmodi durch den dritten Wärmetauscher 36 bereitgestellt wird, kann als eine Möglichkeit zum Steuern eines Feuchtigkeitsniveaus innerhalb der Luft, die durch das Kanalsystem 154 zirkuliert wird, eingesetzt werden (z. B. Entfeuchtung). Zum Beispiel kann das Kühlen der Luft innerhalb des Kanalsystems 154, die durch den dritten Wärmetauscher 36 bereitgestellt wird, zum Kondensieren von mindestens einigen gasförmigen Komponenten der Luft (z. B. Wasserdampf), die durch das Kanalsystem 154 strömen, führen. Wenn es über den Ausgang 228 aus dem dritten Wärmetauscher 36 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Infolge der Position des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 232 aufgenommen wird, aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils und in Richtung des Akkumulators 92 geleitet. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit. Der in 6 dargestellte Betriebsmodus kann als erster Wiedererwärmungsbetriebsmodus bezeichnet werden. Der in 7 dargestellte Betriebsmodus kann als zweiter Wiedererwärmungsbetriebsmodus bezeichnet werden.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 7 nimmt zusätzlich dazu, dass der dritte Wärmetauscher 36 das erste Wärmeaustauschfluid aufnimmt, das aus dem dritten Absperrventil 104 austritt, der vierte Wärmetauscher 40 das erste Wärmeaustauschfluid auf, das aus dem dritten Absperrventil 104 ausgetreten ist. Insbesondere nimmt das vierte Expansionsventil 128 in dem zweiten Wiedererwärmungsbetriebsmodus einen Teil des ersten Wärmeaustauschfluids auf, das auf den zweiten Verzweigungspunkt 240 trifft. Wie vorstehend beschrieben wird an dem zweiten Verzweigungspunkt 240 der erste Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des vierten Expansionsventils 128 geleitet und wird ein zweiter Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des dritten Expansionsventils 124 geleitet. Da die Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 124 und dem dritten Wärmetauscher 36 bereits in Bezug auf den zweiten Wiedererwärmungsbetriebsmodus erörtert wurde, wird nun Augenmerk auf die Wechselwirkung zwischen dem ersten Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, dem vierten Expansionsventil 128, dem vierten Wärmetauscher 40 und dem Rückschlagventil 252 gelegt. Der erste Teil des ersten Wärmeaustauschfluids erfährt infolge von Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 eine Abnahme in Druck und Temperatur.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Eingangs 244 des vierten Wärmetauschers 40 geleitet, nachdem es aus dem vierten Expansionsventil 128 ausgetreten ist. Die Temperatur und der Druck des durch den vierten Wärmetauscher 40 strömenden ersten Wärmeaustauschfluids, die infolge der Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 verringert sind, können eingesetzt werden, um die Temperatur von wärmeerzeugenden Komponenten zu verringern, mit denen der vierte Wärmetauscher 40 interagiert (z. B. Elektromotoren, Batterien, Elektronik usw.). Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über den Ausgang 248 des vierten Wärmetauschers 40 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 244 in den vierten Wärmetauscher 40 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen. Wenn es über den Ausgang 248 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 zu dem Rückschlagventil 252 geleitet. Der erste Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des vierten Wärmetauschers 40 geleitet wurde, wird wieder mit dem zweiten Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des dritten Wärmetauschers 36 geleitet wurde, zusammengeführt oder kombiniert, sobald das erste Wärmeaustauschfluid durch das Rückschlagventil 252 strömt. Der erste und der zweite Teil des ersten Wärmeaustauschfluids werden stromabwärts des Ausgangs 228 des dritten Wärmetauschers 36 wieder zusammengeführt oder kombiniert. Das Rückschlagventil 252 verhindert Rückströmung oder übermäßigen Gegendruck an dem Ausgang 248 des vierten Wärmetauschers 40. Von dem Rückschlagventil 252 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Infolge der Position des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 232 aufgenommen wird, aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils und in Richtung des Akkumulators 92 geleitet. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit.
Unter Bezugnahme auf 8 und 9 sind ein dritter Wiedererwärmungsbetriebsmodus ( 8) und ein vierter Wiedererwärmungsbetriebsmodus (9) beispielhaft dargestellt. Der dritte Wiedererwärmungsbetriebsmodus kann zusätzlich oder alternativ als erster Enteisungsbetriebsmodus bezeichnet werden. Ähnlich kann der vierte Wiedererwärmungsbetriebsmodus zusätzlich oder alternativ als zweiter Enteisungsbetriebsmodus bezeichnet werden. In diesen Betriebsmodi ist das erste Dreiwegeventil 72 so positioniert, dass das erste Wärmeaustauschfluid, das von dem Ausgang 64 des Verdichters 44 durch den ersten Anschluss 172 des ersten Dreiwegeventils 72 aufgenommen wird, derart geleitet wird, dass es aus dem zweiten Anschluss 176 und dem dritten Anschluss 268 austritt. In verschiedenen Beispielen kann das erste Dreiwegeventil 72 ein Dreiwegeproportionalventil sein, das einen Eingang und zwei Ausgänge beinhaltet. Alternativ kann das erste Dreiwegeventil 72 in einigen Beispielen durch zwei Zweiwegeventile ersetzt werden, um die in dieser Schrift dargelegte Fluidsteuerung zu erreichen. Der Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der über den zweiten Anschluss 176 aus dem ersten Dreiwegeventil 72 austritt, strömt zu den ersten Anschluss 156 des Vierwegeventils 52. Das Vierwegeventil 52 ist in seiner Position eingestellt, um das erste Wärmeaustauschfluid an dem ersten Anschluss 156 aufzunehmen, sodass der erste Anschluss 156 als ein Eingang betrieben wird, wie durch den Pfeil 312 angegeben. Die Position des Vierwegeventils 52 leitet das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 156 aufgenommen wird, derart, dass es an dem vierten Anschluss 168 aus dem Vierwegeventil 52 austritt, wie durch den Pfeil 316 angegeben. Wenn es aus dem vierten Anschluss 168 des Vierwegeventils 52 austritt, tritt das erste Wärmeaustauschfluid an dem Eingang 76 des ersten Wärmetauschers 28 in den ersten Wärmetauscher 28 ein. Wenn das erste Wärmeaustauschfluid durch den ersten Wärmetauscher 28 strömt, kann das erste Wärmeaustauschfluid thermisch mit einem Wärmeaustauschfluid interagieren, das sich außerhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 132 befindet (z. B. Umgebungsluft), sodass Wärme aus dem ersten Wärmeaustauschfluid entfernt werden kann. Unter erneuter Bezugnahme auf 8 und 9 tritt das erste Wärmeaustauschfluid an dem Ausgang 188 des ersten Wärmetauschers 28 aus dem ersten Wärmetauscher 28 aus. Wenn es über den Ausgang 188 aus dem ersten Wärmetauscher 28 austritt, tritt das erste Wärmeaustauschfluid in den ersten Anschluss 192 des zweiten Dreiwegeventils 84 ein. Das zweite Dreiwegeventil 84 ist derart positioniert, dass das erste Wärmeaustauschfluid zu dem zweiten Anschluss 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 geleitet wird. In jedem dieser Betriebsmodi befindet sich das zweite Absperrventil 100 in der geschlossenen Position und befindet sich das erste Absperrventil 96 in der offenen Position. Wenn es aus dem zweiten Anschluss 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 in Richtung des ersten Absperrventils 96 geleitet. Nachdem es durch das erste Absperrventil 96 geströmt ist, trifft das erste Wärmeaustauschfluid auf den ersten Kopplungspunkt 200. An dem ersten Kopplungspunkt 200 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das über den dritten Anschluss 268 aus dem ersten Dreiwegeventil 72 ausgetreten ist, wieder mit dem ersten Wärmeaustauschfluid, das über den zweiten Anschluss aus dem ersten Dreiwegeventil 72 ausgetreten ist 176, zusammengeführt. Bevor es den ersten Kopplungspunkt 200 erreicht, strömt das erste Wärmeaustauschfluid, das über den dritten Anschluss 268 aus dem ersten Dreiwegeventil 72 ausgetreten ist, durch den ersten Bereich 80 des zweiten Wärmetauschers 32. Innerhalb des zweiten Wärmetauschers 32 interagiert das erste Wärmeaustauschfluid auf eine Weise mit dem zweiten Wärmeaustauschfluid, die bereits beschrieben wurde. Von dem ersten Kopplungspunkt 200 wird das wieder kombinierte erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Verzweigungspunkts 204 geleitet. Wenn das erste Wärmeaustauschfluid auf den ersten Verzweigungspunkt 204 trifft, wird auf die beschriebene Weise ein Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet, während der restliche Teil des ersten Wärmeaustauschfluids weiter in Richtung des zweiten Bereichs 112 des Dampfgenerators 48 strömt. Von dem Dampfgenerator 48 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Absperrventils 104 geleitet.
Unter weiterer Bezugnahme auf 8 und 9 wird das erste Wärmeaustauschfluid von dem dritten Absperrventil 104 in Richtung des dritten Expansionsventils 124 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid erfährt infolge von Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 124 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Nachdem es aus dem dritten Expansionsventil 124 ausgetreten ist, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Eingangs 224 des dritten Wärmetauschers 36 geleitet. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmeaustauschfluids, das durch den dritten Wärmetauscher 36 strömt, können eingesetzt werden, um Kühlung für Luft bereitzustellen, die durch das Kanalsystem 154 strömt, mit dem der dritte Wärmetauscher 36 in Fluidverbindung steht. Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über den Ausgang 228 des dritten Wärmetauschers 36 aus dem dritten Wärmetauscher 36 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 224 in den dritten Wärmetauscher 36 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen. Die Kühlung der Luft innerhalb des Kanalsystems 154, die in diesen Betriebsmodi durch den dritten Wärmetauscher 36 bereitgestellt wird, kann als eine Möglichkeit zum Steuern eines Feuchtigkeitsniveaus innerhalb der Luft, die durch das Kanalsystem 154 zirkuliert wird, eingesetzt werden (z. B. Entfeuchtung). Wenn es über den Ausgang 228 aus dem dritten Wärmetauscher 36 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Infolge der Position des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 232 aufgenommen wird, aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils und in Richtung des Akkumulators 92 geleitet. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 9 nimmt zusätzlich dazu, dass der dritte Wärmetauscher 36 das erste Wärmeaustauschfluid aufnimmt, das aus dem dritten Absperrventil 104 austritt, der vierte Wärmetauscher 40 das erste Wärmeaustauschfluid auf, das aus dem dritten Absperrventil 104 ausgetreten ist. Insbesondere nimmt das vierte Expansionsventil 128 in dem vierten Wiedererwärmungsbetriebsmodus einen Teil des ersten Wärmeaustauschfluids auf, das auf den zweiten Verzweigungspunkt 240 trifft. Wie vorstehend beschrieben wird an dem zweiten Verzweigungspunkt 240 der erste Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des vierten Expansionsventils 128 geleitet und wird ein zweiter Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des dritten Expansionsventils 124 geleitet. Da die Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 124 und dem dritten Wärmetauscher 36 bereits in Bezug auf den vierten Wiedererwärmungsbetriebsmodus erörtert wurde, wird nun Augenmerk auf die Wechselwirkung zwischen dem ersten Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, dem vierten Expansionsventil 128, dem vierten Wärmetauscher 40 und dem Rückschlagventil 252 gelegt. Der erste Teil des ersten Wärmeaustauschfluids erfährt infolge von Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 eine Abnahme in Druck und Temperatur.
Unter erneuter Bezugnahme auf 9 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Eingangs 244 des vierten Wärmetauschers 40 geleitet, nachdem es aus dem vierten Expansionsventil 128 ausgetreten ist. Die Temperatur und der Druck des durch den vierten Wärmetauscher 40 strömenden ersten Wärmeaustauschfluids, die infolge der Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 verringert sind, können eingesetzt werden, um die Temperatur von wärmeerzeugenden Komponenten zu verringern, mit denen der vierte Wärmetauscher 40 interagiert (z. B. Elektromotoren, Batterien, Elektronik usw.). Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über den Ausgang 248 des vierten Wärmetauschers 40 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 244 in den vierten Wärmetauscher 40 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen. Wenn es über den Ausgang 248 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 zu dem Rückschlagventil 252 geleitet. Der erste Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des vierten Wärmetauschers 40 geleitet wurde, wird wieder mit dem zweiten Teil des ersten Wärmeaustauschfluids, der in Richtung des dritten Wärmetauschers 36 geleitet wurde, zusammengeführt oder kombiniert, sobald das erste Wärmeaustauschfluid durch das Rückschlagventil 252 strömt. Der erste und der zweite Teil des ersten Wärmeaustauschfluids werden stromabwärts des Ausgangs 228 des dritten Wärmetauschers 36 wieder zusammengeführt oder kombiniert. Das Rückschlagventil 252 verhindert Rückströmung oder übermäßigen Gegendruck an dem Ausgang 248 des vierten Wärmetauschers 40. Von dem Rückschlagventil 252 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Infolge der Position des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 232 aufgenommen wird, aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils und in Richtung des Akkumulators 92 geleitet. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit.
Unter Bezugnahme auf 10-12 sind ein erster Enteisungsbetriebsmodus (10), ein zweiter Enteisungsbetriebsmodus (11) und ein Heiz- und Enteisungsbetriebsmodus (12) in beispielhafter Form dargestellt. In jedem dieser Betriebsmodi treibt der Verdichter 44 das erste Wärmeaustauschfluid von dem Ausgang 64 zu dem ersten Anschluss 172 des ersten Dreiwegeventils 72 an. Die Positionierung des ersten Dreiwegeventils 72 leitet das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 172 aufgenommen wird, derart, dass es an dem zweiten Anschluss 176 aus dem ersten Dreiwegeventil 72 austritt. In dem in 12 dargestellten Heiz- und Enteisungsbetriebsmodus leitet die Positionierung des ersten Dreiwegeventils 72 das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 172 aufgenommen wird, zusätzlich derart, dass es an dem dritten Anschluss 268 aus dem ersten Dreiwegeventil 72 austritt. Dementsprechend strömt das erste Wärmeaustauschfluid in dem in 12 dargestellten Heiz- und Enteisungsbetriebsmodus in den ersten Anschluss 172 und aus sowohl dem zweiten Anschluss 176 als auch dem dritten Anschluss 268. Das erste Wärmeaustauschfluid, das aus dem zweiten Anschluss 176 des ersten Dreiwegeventils 72 austritt, wird in Richtung des ersten Anschlusses 156 des Vierwegeventils 52 geleitet. Dementsprechend wird der erste Anschluss 156 als erster Eingang betrieben, wie durch den Pfeil 320 angegeben. Die Position des Vierwegeventils 52 leitet das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 156 aufgenommen wird, derart, dass es an dem vierten Anschluss 168 aus dem Vierwegeventil 52 austritt, sodass der vierte Anschluss 168 als erster Ausgang betrieben wird, wie durch den Pfeil 324 angegeben. Wenn es aus dem vierten Anschluss 168 des Vierwegeventils 52 austritt, tritt das erste Wärmeaustauschfluid an dem Eingang 76 des ersten Wärmetauschers 28 in den ersten Wärmetauscher 28 ein. Wenn das erste Wärmeaustauschfluid durch den ersten Wärmetauscher 28 strömt, kann das erste Wärmeaustauschfluid thermisch mit einem Wärmeaustauschfluid interagieren, das sich außerhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 132 befindet (z. B. Umgebungsluft), sodass Wärme aus dem ersten Wärmeaustauschfluid entfernt werden kann.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 10 tritt das erste Wärmeaustauschfluid an dem Ausgang 188 des ersten Wärmetauschers 28 aus dem ersten Wärmetauscher 28 aus. Wenn es über den Ausgang 188 aus dem ersten Wärmetauscher 28 austritt, tritt das erste Wärmeaustauschfluid in den ersten Anschluss 192 des zweiten Dreiwegeventils 84 ein. Das zweite Dreiwegeventil 84 ist so positioniert, dass das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 192 aufgenommen wird, derart geleitet wird, dass es aus dem zweiten Dreiwegeventil über einen dritten Anschluss 328 desselben austritt. Von dem dritten Anschluss 328 des zweiten Dreiwegeventils 84 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung eines Kopplungspunkts 332 geleitet. Von dem zweiten Kopplungspunkt 332 gelangt das erste Wärmeaustauschfluid weiter zu dem zweiten Expansionsventil 120. Das erste Wärmeaustauschfluid erfährt infolge von Interaktion mit dem zweiten Expansionsventil 120 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Von dem zweiten Expansionsventil 120 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Anschlusses 164 des Vierwegeventils 52 geleitet. Dementsprechend setzt die Positionierung des Vierwegeventils 52 in dem ersten Enteisungsbetriebsmodus den dritten Anschluss 164 des Vierwegeventils 52 als zweiten Eingang ein, wie durch den Pfeil 336 angegeben. Infolge der Positionierung des Vierwegeventils 52 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das in den dritten Anschluss 164 eingetreten ist, in Richtung des zweiten Anschlusses 160 geleitet, sodass der zweite Anschluss 160 als zweiter Ausgang fungiert, wie durch den Pfeil 340 angegeben. Von dem vierten Anschluss 168 des Vierwegeventils 52 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Anschlusses 308 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem dritten Anschluss 208 aufgenommen wird, wird infolge der Positionierung des dritten Dreiwegeventils 88 derart geleitet, das es an dem zweiten Anschluss 236 aus dem dritten Dreiwegeventil 88 austritt. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid, das aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils 88 austritt, auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit.
Unter Bezugnahme auf 11 und 12 tritt das erste Wärmeaustauschfluid an dem Ausgang 188 des ersten Wärmetauschers 28 aus dem ersten Wärmetauscher 28 aus. Wenn es über den Ausgang 188 aus dem ersten Wärmetauscher 28 austritt, tritt das erste Wärmeaustauschfluid in den ersten Anschluss 192 des zweiten Dreiwegeventils 84 ein. Das zweite Dreiwegeventil 84 ist derart positioniert, dass das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 192 aufgenommen wird, zu dem zweiten Anschluss 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 geleitet wird. In jedem dieser Betriebsmodi befindet sich das zweite Absperrventil 100 in der geschlossenen Position und befindet sich das erste Absperrventil 96 in der offenen Position. Wenn es aus dem zweiten Anschluss 196 des zweiten Dreiwegeventils 84 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 in Richtung des ersten Absperrventils 96 geleitet. Nachdem es durch das erste Absperrventil 96 geströmt ist, trifft das erste Wärmeaustauschfluid auf den ersten Kopplungspunkt 200. In Bezug auf 12 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das über den dritten Anschluss 268 aus dem ersten Dreiwegeventil 72 ausgetreten ist, an dem ersten Kopplungspunkt 200 wieder mit dem ersten Wärmeaustauschfluid, das über den zweiten Anschluss aus dem ersten Dreiwegeventil 72 ausgetreten ist 176, zusammengeführt. In erneutem Bezug auf 12 strömt das erste Wärmeaustauschfluid, das über den dritten Anschluss 268 aus dem ersten Dreiwegeventil 72 ausgetreten ist, durch den ersten Bereich 80 des zweiten Wärmetauschers 32, bevor es den ersten Kopplungspunkt 200 erreicht. Unter weiterer Bezugnahme auf 12 interagiert das erste Wärmeaustauschfluid innerhalb des zweiten Wärmetauschers 32 auf eine Weise mit dem zweiten Wärmeaustauschfluid, die bereits beschrieben wurde. Von dem ersten Kopplungspunkt 200 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Verzweigungspunkts 204 geleitet. Wenn das erste Wärmeaustauschfluid auf den ersten Verzweigungspunkt 204 trifft, wird auf die beschriebene Weise ein Teil des ersten Wärmeaustauschfluids in Richtung des ersten Expansionsventils 116 umgeleitet, während der restliche Teil des ersten Wärmeaustauschfluids weiter in Richtung des zweiten Bereichs 112 des Dampfgenerators 48 strömt. Von dem Dampfgenerator 48 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Absperrventils 104 geleitet.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 11 gelangt das erste Wärmeaustauschfluid von dem dritten Absperrventil 104 zu dem zweiten Expansionsventil 120. Das erste Wärmeaustauschfluid erfährt infolge von Interaktion mit dem zweiten Expansionsventil 120 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Von dem zweiten Expansionsventil 120 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Anschlusses 164 des Vierwegeventils 52 geleitet. Dementsprechend setzt die Positionierung des Vierwegeventils 52 in dem zweiten Enteisungsbetriebsmodus den dritten Anschluss 164 des Vierwegeventils 52 als zweiten Eingang ein, wie durch den Pfeil 336 angegeben. Infolge der Positionierung des Vierwegeventils 52 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das in den dritten Anschluss 164 eingetreten ist, in Richtung des zweiten Anschlusses 160 geleitet, sodass der zweite Anschluss 160 als zweiter Ausgang fungiert, wie durch den Pfeil 340 angegeben. Von dem vierten Anschluss 168 des Vierwegeventils 52 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des dritten Anschlusses 308 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem dritten Anschluss 208 aufgenommen wird, wird infolge der Positionierung des dritten Dreiwegeventils 88 derart geleitet, das es an dem zweiten Anschluss 236 aus dem dritten Dreiwegeventil 88 austritt. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid, das aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils 88 austritt, auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 12 wird das erste Wärmeaustauschfluid von dem dritten Absperrventil 104 in Richtung des vierten Expansionsventils 128 geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid erfährt infolge von Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 eine Abnahme in Druck und Temperatur. Nachdem es aus dem vierten Expansionsventil 128 ausgetreten ist, wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des Eingangs 244 des vierten Wärmetauschers 40 geleitet. Die Temperatur und der Druck des durch den vierten Wärmetauscher 40 strömenden ersten Wärmeaustauschfluids, die infolge der Interaktion mit dem vierten Expansionsventil 128 verringert sind, können eingesetzt werden, um die Temperatur von wärmeerzeugenden Komponenten zu verringern, mit denen der vierte Wärmetauscher 40 interagiert (z. B. Elektromotoren, Batterien, Elektronik usw.). Dementsprechend kann das erste Wärmeaustauschfluid, das über den Ausgang 248 des vierten Wärmetauschers 40 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, im Vergleich zu dem ersten Wärmeaustauschfluid, das an dem Eingang 244 in den vierten Wärmetauscher 40 eingetreten ist, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz aufweisen. Wenn es über den Ausgang 248 aus dem vierten Wärmetauscher 40 austritt, wird das erste Wärmeaustauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 68 zu dem Rückschlagventil 252 geleitet. Von dem Rückschlagventil 252 wird das erste Wärmeaustauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 232 des dritten Dreiwegeventils 88 geleitet. Infolge der Position des dritten Dreiwegeventils 88 wird das erste Wärmeaustauschfluid, das an dem ersten Anschluss 232 aufgenommen wird, aus dem zweiten Anschluss 236 des dritten Dreiwegeventils und in Richtung des Akkumulators 92 geleitet. Der Akkumulator 92 nimmt das erste Wärmeaustauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeingang 56 des Verdichters 44 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmeaustauschfluids bereit.
Wie vorstehend angemerkt ist mindestens eine Komponente, die aus dem ersten Wärmetauscher 28, dem zweiten Wärmetauscher 32 und dem Dampfgenerator 48 ausgewählt ist, während eines ersten vorbestimmten Satzes von Heizmodi der Wärmepumpe 20 und eines ersten vorbestimmten Satzes von Kühlmodi der Wärmepumpe 20 frei von durch den Verdichter 44 angetriebener Strömung (d. h. verdichterangetriebener Strömung) des ersten Wärmeaustauschfluids. Der erste vorbestimmte Satz von Kühlbetriebsmodi der Wärmepumpe 20 kann den Kühlbetriebsmodus (2), den Kabinen- und Batteriekühlbetriebsmodus (3) und/oder den Batteriekühlbetriebsmodus (4) beinhalten. Der erste vorbestimmte Satz von Heizbetriebsmodi kann den ersten Wiedererwärmungsbetriebsmodus (6), den zweiten Wiedererwärmungsbetriebsmodus (7), den ersten Enteisungsbetriebsmodus (10) und/oder den zweiten Enteisungsbetriebsmodus (11) beinhalten.
Modifikationen der Offenbarung werden sich dem Fachmann und denjenigen, welche die in dieser Schrift offenbarten Konzepte herstellen oder verwenden, erschließen.Daher versteht es sich, dass die in den Zeichnungen gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich Veranschaulichungszwecken dienen und nicht zur Einschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung gedacht sind, der durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist, die gemäß den Grundsätzen des Patentrechts, einschließlich der Äquivalenzlehre, auszulegen sind.
Ein Durchschnittsfachmann versteht, dass die Konstruktion der beschriebenen Konzepte und anderer Komponenten nicht auf ein konkretes Material beschränkt ist.Andere beispielhafte Ausführungsformen für die in dieser Schrift offenbarten Konzepte können aus einer breiten Vielfalt von Materialien gebildet sein, sofern in dieser Schrift nicht anders beschrieben.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen: koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen direktes oder indirektes Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten zueinander. Derartiges Verbinden kann dem Wesen nach stationär oder beweglich sein.Derartiges Verbinden kann erreicht werden, indem die beiden (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den beiden Komponenten gebildet werden.Derartiges Verbinden kann dem Wesen nach permanent sein oder kann dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein, sofern nicht anderweitig angegeben.
Es ist auch wichtig festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, nur veranschaulichend ist.Wenngleich nur einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Innovationen in dieser Offenbarung im Detail beschrieben wurden, ist für einen Fachmann, der diese Offenbarung untersucht, ohne Weiteres ersichtlich, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen hinsichtlich Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werten von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des beschriebenen Gegenstandes abzuweichen.Beispielsweise können Elemente, die als einstückig ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder können Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, einstückig ausgebildet sein, kann die Bedienung der Schnittstellen umgekehrt oder anderweitig verändert werden, kann die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder des Verbindungsglieds oder anderer Elemente des Systems variiert werden und kann die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellungspositionen verändert werden.Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus einer breiten Vielfalt von Materialien, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in einer breiten Vielfalt von Farben, Texturen und Kombinationen konstruiert sein können.Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind.Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Weglassungen können an der Ausgestaltung, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderer beispielhafter Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Wesen der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass alle beschriebenen Prozesse oder Schritte in den beschriebenen Prozessen mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zur Bildung von Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung kombiniert werden können.Die in dieser Schrift offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen Veranschaulichungszwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Auch versteht es sich, dass Variationen und Modifikationen an den vorstehend aufgeführten Strukturen und Verfahren vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und versteht es sich ferner, dass derartige Konzepte von den folgenden Patentansprüchen abgedeckt sein sollen, sofern diese Patentansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas Anderes festlegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmepumpe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: einen Kältemittelkreislauf, der Folgendes umfasst: einen ersten Wärmetauscher; einen ersten Bereich eines zweiten Wärmetauschers; einen dritten Wärmetauscher; einen vierten Wärmetauscher; einen Verdichter, der einen Niederdruckeingang, einen Mitteldruckeingang und einen Ausgang aufweist; einen Dampfgenerator, der stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts sowohl des Niederdruckeingangs als auch des Mitteldruckeingangs positioniert ist; und ein Vierwegeventil, das unmittelbar stromaufwärts des ersten Wärmetauschers positioniert ist, wobei mindestens eine Komponente, die aus dem ersten Wärmetauscher, dem zweiten Wärmetauscher und dem Dampfgenerator ausgewählt ist, während eines ersten vorbestimmten Satzes von Heizbetriebsmodi der Wärmepumpe und eines ersten vorbestimmten Satzes von Kühlbetriebsmodi der Wärmepumpe frei von verdichterangetriebener Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Dreiwegeventil, das stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts eines Eingangs des ersten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das erste Dreiwegeventil stromaufwärts des ersten Bereichs des zweiten Wärmetauschers positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Vierwegeventil stromabwärts des ersten Dreiwegeventils positioniert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein zweites Dreiwegeventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Wärmetauschers positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein drittes Dreiwegeventil, das stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das dritte Dreiwegeventil stromabwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist und wobei das dritte Dreiwegeventil stromaufwärts des Niederdruckeingangs positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: einen Akkumulator, der unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeingangs des Verdichters und unmittelbar stromabwärts des dritten Dreiwegeventils positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist, und ein zweites Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist, wobei sich das erste Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das zweite Absperrventil in einer offenen Position befindet, und wobei sich das zweite Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das erste Absperrventil in einer offenen Position befindet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein drittes Absperrventil, das stromabwärts des Dampfgenerators positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Dampfgenerator ein Flüssigkeit-Gas-Trennventil. Gemäß einer Ausführungsform ist der Dampfgenerator ein Plattenwärmetauscher.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Expansionsventil, das stromaufwärts eines ersten Bereichs des Dampfgenerators positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein zweites Expansionsventil, das stromaufwärts des Vierwegeventils positioniert ist, ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist, und ein viertes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: einen Kühlmittelkreislauf, der Folgendes umfasst: einen zweiten Bereich des zweiten Wärmetauschers; eine Pumpe; einen fünften Wärmetauscher; einen Behälter; und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmepumpe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: einen Kältemittelkreislauf, der Folgendes umfasst: eine Kältemittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kältemittelkreislaufs fluidisch koppelt; ein erstes Wärmeaustauschfluid, das durch das Kältemittelnetz aus Leitungen zirkuliert wird; einen Verdichter, der einen Niederdruckeingang, einen Mitteldruckeingang und einen Ausgang aufweist; einen ersten Wärmetauscher; einen ersten Bereich eines zweiten Wärmetauschers; einen dritten Wärmetauscher; einen vierten Wärmetauscher; einen Dampfgenerator, der stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts sowohl des Niederdruckeingangs als auch des Mitteldruckeingangs positioniert ist; ein erstes Dreiwegeventil, das stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts eines Eingangs des ersten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das erste Dreiwegeventil stromaufwärts des ersten Bereichs des zweiten Wärmetauschers positioniert ist; und ein Vierwegeventil, das unmittelbar stromaufwärts des ersten Wärmetauschers positioniert ist, wobei mindestens eine Komponente, die aus dem ersten Wärmetauscher, dem zweiten Wärmetauscher und dem Dampfgenerator ausgewählt ist, während eines ersten vorbestimmten Satzes von Heizbetriebsmodi der Wärmepumpe und eines ersten Satzes von Kühlbetriebsmodi der Wärmepumpe frei von verdichterangetriebener Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein zweites Dreiwegeventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Wärmetauschers positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein drittes Dreiwegeventil, das stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das dritte Dreiwegeventil stromabwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist und wobei das dritte Dreiwegeventil stromaufwärts des Niederdruckeingangs positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist; ein zweites Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist, wobei sich das erste Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das zweite Absperrventil in einer offenen Position befindet, und wobei sich das zweite Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das erste Absperrventil in einer offenen Position befindet; und ein drittes Absperrventil, das stromabwärts des Dampfgenerators positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Expansionsventil, das stromaufwärts eines ersten Bereichs des Dampfgenerators positioniert ist; ein zweites Expansionsventil, das stromaufwärts des Vierwegeventils positioniert ist; ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist; und ein viertes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: einen Akkumulator, der unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeingangs des Verdichters und unmittelbar stromabwärts des dritten Dreiwegeventils positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: einen Kühlmittelkreislauf, der Folgendes umfasst: einen zweiten Bereich des zweiten Wärmetauschers; eine Pumpe; einen fünften Wärmetauscher; einen Behälter; und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt.

Claims

Wärmepumpe, die Folgendes umfasst: einen Kältemittelkreislauf, der Folgendes umfasst: einen ersten Wärmetauscher; einen ersten Bereich eines zweiten Wärmetauschers; einen dritten Wärmetauscher; einen vierten Wärmetauscher; einen Verdichter, der einen Niederdruckeingang, einen Mitteldruckeingang und einen Ausgang aufweist; einen Dampfgenerator, der stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts sowohl des Niederdruckeingangs als auch des Mitteldruckeingangs positioniert ist; und ein Vierwegeventil, das unmittelbar stromaufwärts des ersten Wärmetauschers positioniert ist, wobei mindestens eine Komponente, die aus dem ersten Wärmetauscher, dem zweiten Wärmetauscher und dem Dampfgenerator ausgewählt ist, während eines ersten vorbestimmten Satzes von Heizbetriebsmodi der Wärmepumpe und eines ersten vorbestimmten Satzes von Kühlbetriebsmodi der Wärmepumpe frei von verdichterangetriebener Strömung des ersten Wärmeaustauschfluids ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 1, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein erstes Dreiwegeventil, das stromabwärts des Ausgangs des Verdichters und stromaufwärts eines Eingangs des ersten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das erste Dreiwegeventil stromaufwärts des ersten Bereichs des zweiten Wärmetauschers positioniert ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 2, wobei das Vierwegeventil stromabwärts des ersten Dreiwegeventils positioniert ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 3, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein zweites Dreiwegeventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Wärmetauschers positioniert ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 4, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein drittes Dreiwegeventil, das stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist, wobei das dritte Dreiwegeventil stromabwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist und wobei das dritte Dreiwegeventil stromaufwärts des Niederdruckeingangs positioniert ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 5, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: einen Akkumulator, der unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeingangs des Verdichters und unmittelbar stromabwärts des dritten Dreiwegeventils positioniert ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 1, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein erstes Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist; und ein zweites Absperrventil, das in Reihe mit dem ersten Wärmetauscher angeschlossen ist, wobei sich das erste Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das zweite Absperrventil in einer offenen Position befindet, und wobei sich das zweite Absperrventil in einer geschlossenen Position befindet, wenn sich das erste Absperrventil in einer offenen Position befindet.
Wärmepumpe nach Anspruch 7, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein drittes Absperrventil, das stromabwärts des Dampfgenerators positioniert ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 1, wobei der Dampfgenerator ein Flüssigkeit-Gas-Trennventil ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 1, wobei der Dampfgenerator ein Plattenwärmetauscher ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 10, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein erstes Expansionsventil, das stromaufwärts eines ersten Bereichs des Dampfgenerators positioniert ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 11, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein zweites Expansionsventil, das stromaufwärts des Vierwegeventils positioniert ist; ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist; und ein viertes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des vierten Wärmetauschers positioniert ist.
Wärmepumpe nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Kühlmittelkreislauf, der Folgendes umfasst: einen zweiten Bereich des zweiten Wärmetauschers; eine Pumpe; einen fünften Wärmetauscher; einen Behälter; und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt.
Fahrzeug, das die Wärmepumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.