DE102022133363A1 - Wärmepumpe mit mehreren dampfgeneratoren - Google Patents

Wärmepumpe mit mehreren dampfgeneratoren Download PDF

Info

Publication number
DE102022133363A1
DE102022133363A1 DE102022133363.9A DE102022133363A DE102022133363A1 DE 102022133363 A1 DE102022133363 A1 DE 102022133363A1 DE 102022133363 A DE102022133363 A DE 102022133363A DE 102022133363 A1 DE102022133363 A1 DE 102022133363A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exchange fluid
heat exchange
heat exchanger
heat
steam generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022133363.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Rachael Shey
Jeffrey Paul Brown
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US17/556,234 external-priority patent/US12000639B2/en
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of DE102022133363A1 publication Critical patent/DE102022133363A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32284—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and condenser side
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/22—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/02—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13—Economisers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23—Separators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Eine Wärmepumpe beinhaltet einen Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf beinhaltet einen Verdichter, einen ersten Dampfgenerator, einen zweiten Dampfgenerator und einen dritten Dampfgenerator. Der Verdichter beinhaltet einen Niederdruckeinlass, einen Mitteldruckeinlass und einen Auslass. Der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator sind jeweils stromabwärts des Auslasses des Verdichters positioniert. Der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator sind jeweils stromaufwärts des Mitteldruckeinlasses des Verdichters positioniert.

Description

  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Wärmepumpen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Wärmepumpe mit mehreren Dampfgeneratoren.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Wärmepumpen werden in Fahrzeugen eingesetzt. Ein Kältemittelkreislauf kann in derartigen Wärmepumpen beinhaltet sein.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäl einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Wärmepumpe einen Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf beinhaltet einen Verdichter, einen ersten Dampfgenerator, einen zweiten Dampfgenerator und einen dritten Dampfgenerator. Der Verdichter beinhaltet einen Niederdruckeinlass, einen Mitteldruckeinlass und einen Auslass. Der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator sind jeweils stromabwärts des Auslasses des Verdichters positioniert. Der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator sind jeweils stromaufwärts des Mitteldruckeinlasses des Verdichters positioniert.
  • Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner einen ersten Wärmetauscher, der stromabwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist, einen zweiten Wärmetauscher, der stromabwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist, und einen dritten Wärmetauscher, der stromabwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist;
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist, ein zweites Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist, und ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist;
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Wärmetauschers positioniert ist, und ein zweites Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist;
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner einen ersten Bereich eines vierten Wärmetauschers;
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner: ein erstes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts eines Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist, ein zweites Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Absperrventils positioniert ist, und ein drittes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Absperrventils positioniert ist;
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein viertes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist, und ein fünftes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist;
    • - einen Kühlmittelkreislauf, der eine Pumpe, einen zweiten Bereich des vierten Wärmetauschers, einen Behälter, einen fünften Wärmetauscher und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt, beinhaltet;
    • - eine erste wärmeproduzierende Komponente, die stromabwärts des Behälters und stromaufwärts des fünften Wärmetauschers positioniert ist;
    • - eine zweite wärmeproduzierende Komponente, die parallel zu dem fünften Wärmetauscher verrohrt ist;
    • - die zweite wärmeproduzierende Komponente steht in direkter Fluidkommunikation mit dem dritten Wärmetauscher; und
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner einen Akkumulator mit einem Einlass und einem Auslass, wobei der Auslass des Akkumulators unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeinlasses des Verdichters ist.
  • Gemäl einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Wärmepumpe einen Kältemittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf beinhaltet einen Verdichter, einen ersten Dampfgenerator, einen zweiten Dampfgenerator, einen dritten Dampfgenerator, einen ersten Wärmetauscher, einen zweiten Wärmetauscher und einen dritten Wärmetauscher. Der Verdichter beinhaltet einen Niederdruckeinlass, einen Mitteldruckeinlass und einen Auslass. Der erste Wärmetauscher ist stromabwärts des ersten Dampfgenerators positioniert. Der zweite Wärmetauscher ist stromabwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert. Der dritte Wärmetauscher ist stromabwärts des dritten Dampfgenerators positioniert. Der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator sind jeweils stromabwärts des Auslasses des Verdichters positioniert. Der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator sind jeweils stromaufwärts des Mitteldruckeinlasses des Verdichters positioniert.
  • Ausführungsformen des zweiten Aspekts der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist, ein zweites Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist, und ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist;
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Wärmetauschers positioniert ist, und ein zweites Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist;
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner einen ersten Bereich eines vierten Wärmetauschers;
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner ein erstes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts eines Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist, ein zweites Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Absperrventils positioniert ist, ein drittes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Absperrventils positioniert ist, ein viertes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist, und ein fünftes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist;
    • - einen Kühlmittelkreislauf, der eine Pumpe, einen zweiten Bereich des vierten Wärmetauschers, einen Behälter, einen fünften Wärmetauscher und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt, beinhaltet;
    • - eine erste wärmeproduzierende Komponente, die stromabwärts des Behälters und stromaufwärts des fünften Wärmetauschers positioniert ist; und eine zweite wärmeproduzierende Komponente, die parallel zu dem fünften Wärmetauscher verrohrt ist, wobei die zweite wärmeproduzierende Komponente in direkter Fluidkommunikation mit dem dritten Wärmetauscher steht; und
    • - der Kältemittelkreislauf beinhaltet ferner einen Akkumulator mit einem Einlass und einem Auslass, wobei der Auslass des Akkumulators unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeinlasses des Verdichters ist.
  • 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, gemäl einem Beispiel;
    • 2 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Betriebsmodus zur Kabinenkühlung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 3 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Betriebsmodus zur Kabinen- und Batteriekühlung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 4 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Betriebsmodus zur Batteriekühlung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 5 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Betriebsmodus zur Kabinenheizung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 6 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Betriebsmodus zur Kabinenheizung und Batteriekühlung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 7 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Betriebsmodus zur Batterieheizung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 8 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen ersten Betriebsmodus zur Nachheizung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 9 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen zweiten Betriebsmodus zur Nachheizung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 10 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen dritten Betriebsmodus zur Nachheizung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 11 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen vierten Betriebsmodus zur Nachheizung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 12 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen Betriebsmodus zur Enteisung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel;
    • 13 ist eine schematische Darstellung einer Wärmepumpenanordnung, die einen ersten Betriebsmodus zur Enteisung und Heizung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel; und
    • 14 ist eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanordnung, die einen zweiten Betriebsmodus zur Enteisung und Heizung veranschaulicht, gemäl einem Beispiel.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung 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. Es versteht sich zudem, 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 erfindungsgemäl en Konzepte sind. Somit sind spezifische 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 vorliegenden veranschaulichten Ausführungsformen bestehen hauptsächlich aus Kombinationen von Verfahrensschritten und Einrichtungskomponenten, die eine Wärmepumpe betreffen.Dementsprechend sind die Einrichtungskomponenten und Verfahrensschritte in den Zeichnungen gegebenenfalls durch herkömmliche Symbole dargestellt, wobei nur diejenigen spezifischen Details gezeigt 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 in dieser Schrift ohne Weiteres auf der Hand liegen.Ferner stellen gleiche Bezugszeichen in der Beschreibung und den Zeichnungen gleiche Elemente dar.
  • 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, falls 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, oberes und unteres 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 solchen Einheiten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren.Es ist beabsichtigt, dass die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“ oder eine beliebige andere Variation davon einen nicht ausschließlichen Einschluss abdecken, sodass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Einrichtung, der/das/die eine Aufzählung von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgezählt oder einem solchen Prozess, Verfahren, Artikel oder einer solchen Einrichtung inhärent sind.Ein Element, dem „umfasst... ein(e)“ vorangeht, schließt nicht, ohne weitere Einschränkungen, das Vorhandensein von zusätzlichen identischen Elementen in dem Prozess, dem Verfahren, dem Artikel oder der Einrichtung aus, der/das/die das Element umfasst.
  • Im in dieser Schrift verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „etwa“, dass Mengen, Größen, Formulierungen, Parameter und andere Quantitäten und Eigenschaften nicht genau sind und nicht genau sein müssen, sondern auf Wunsch annähernd und/oder gröl er oder kleiner sein können, was Toleranzen, Umwandlungsfaktoren, Abrundung, Messfehler und dergleichen und andere Faktoren widerspiegelt, die dem Fachmann bekannt sind. Wenn der Ausdruck „etwa“ beim Beschreiben eines Werts oder eines Endpunkts eines Bereichs verwendet wird, 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 beinhalten: eine, die durch „etwa“ modifiziert ist, und eine, die nicht durch „etwa“ modifiziert ist. Es versteht sich ferner, 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 „nur ein(e)“ eingeschränkt sein, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist. Somit beinhaltet zum Beispiel eine Bezugnahme auf „eine Komponente“ Ausführungsformen, die zwei oder mehr solche Komponenten aufweisen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt.
  • Unter Bezugnahme auf die 1-14 beinhaltet eine Wärmepumpe 20 einen Kältemittelkreislauf 24. Der Kältemittelkreislauf 24 beinhaltet einen Verdichter 28. Der Verdichter 28 beinhaltet einen Niederdruckeinlass 32, einen Mitteldruckeinlass 36 und einen Auslass 40. Der Kältemittelkreislauf 24 beinhaltet zudem einen ersten Dampfgenerator 44, einen zweiten Dampfgenerator 48 und einen dritten Dampfgenerator 52. Der erste Dampfgenerator 44, der zweite Dampfgenerator 48 und der dritte Dampfgenerator 52 sind jeweils stromabwärts des Auslasses 40 des Verdichters 28 positioniert. Der erste Dampfgenerator 44, der zweite Dampfgenerator 48 und der dritte Dampfgenerator 52 sind jeweils stromaufwärts des Mitteldruckeinlasses 36 des Verdichters 28 positioniert. In einigen Beispielen können der erste Dampfgenerator 44, der zweite Dampfgenerator 48 und/oder der dritte Dampfgenerator 52 ein Flüssigkeit-Gas-Trennventil sein. In derartigen Beispielen können diejenigen der Dampfgeneratoren, die Flüssigkeit-Gas-Trennventile sind, eine thermische Phasentrennung und/oder eine mechanische Phasentrennung durchführen, wodurch eine gasförmige Komponente des ersten Wärmetauschfluids, das durch den Kältemittelkreislauf 24 zirkuliert wird, mindestens zum Teil extrahiert wird. Der Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids, der durch das Flüssigkeit-Gas-Trennventil extrahiert wird, kann dann an dem Mitteldruckeinlass 36 in den Verdichter 28 eingespeist werden, wie in dieser Schrift detaillierter erörtert wird. Zusätzlich wird in derartigen Beispielen der Rest des ersten Wärmetauschfluids, der Flüssigkeits- und/oder Gaskomponenten enthalten kann, durch den Kältemittelkreislauf 24 zu restlichen Komponenten des Kältemittelkreislaufs 24 für einen bestimmten Betriebsmodus zirkuliert. Dieser restliche Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids wird schließlich zu dem Niederdruckeinlass 32 des Verdichters 28 geleitet. In alternativen Beispielen können der erste Dampfgenerator 44, der zweite Dampfgenerator 48 und/oder der dritte Dampfgenerator 52 ein Plattenwärmetauscher sein. In solchen Beispielen können diejenigen Dampfgeneratoren, die Plattenwärmetauscher sind, einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich beinhalten. Der erste Bereich kann einen ersten Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids aufnehmen und der zweite Bereich der Plattenwärmetauscherversion der Dampfgeneratoren kann einen zweiten Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids aufnehmen. Der erste und der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids interagieren thermisch miteinander, um Dampf oder Gas zur Einspeisung in den Mitteldruckeinlass 36 zu erzeugen.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 1-14 kann ein erster Wärmetauscher 56 stromabwärts des ersten Dampfgenerators 44 positioniert sein. Zum Beispiel kann der erste Wärmetauscher 56 unmittelbar stromabwärts des ersten Dampfgenerators 44 positioniert sein. Ein zweiter Wärmetauscher 60 kann stromabwärts des zweiten Dampfgenerators 48 positioniert sein. Zum Beispiel kann der zweite Wärmetauscher 60 unmittelbar stromabwärts des zweiten Dampfgenerators 48 positioniert sein. Ein dritter Wärmetauscher 64 kann stromabwärts des dritten Dampfgenerators 52 positioniert sein. Zum Beispiel kann der dritte Wärmetauscher 64 unmittelbar stromabwärts des dritten Dampfgenerators 52 positioniert sein. Dementsprechend kann in einigen Beispielen jeder von dem ersten Wärmetauscher 56, dem zweiten Wärmetauscher 60 und dem dritten Wärmetauscher 64 mit einem separaten Dampfgenerator assoziiert sein, wie etwa dem ersten Dampfgenerator 44, dem zweiten Dampfgenerator 48 bzw. dem dritten Dampfgenerator 52. Ein erstes Expansionsventil 68 ist stromaufwärts des ersten Dampfgenerators 44 positioniert. Zum Beispiel kann das erste Expansionsventil 68 unmittelbar stromaufwärts des ersten Dampfgenerators 44 positioniert sein. Ein zweites Expansionsventil 72 ist stromaufwärts des zweiten Dampfgenerators 48 positioniert. Zum Beispiel kann das zweite Expansionsventil 72 unmittelbar stromaufwärts des zweiten Dampfgenerators 48 positioniert sein. Ein drittes Expansionsventil 76 ist stromaufwärts des dritten Dampfgenerators 52 positioniert. Zum Beispiel kann das dritte Expansionsventil 76 unmittelbar stromaufwärts des dritten Dampfgenerators 52 positioniert sein. In verschiedenen Beispielen können das erste Expansionsventil 68, das zweite Expansionsventil 72 und/oder das dritte Expansionsventil 76 als Absperrventil betrieben werden. Dementsprechend können das erste Expansionsventil 68, das zweite Expansionsventil 72 und/oder das dritte Expansionsventil 76 beim Steuern der Strömung des ersten Wärmetauschfluids eingesetzt werden.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 1-14 ist ein erstes Rückschlagventil 80 unmittelbar stromabwärts des zweiten Wärmetauschers 60 positioniert. Ein zweites Rückschlagventil 84 ist unmittelbar stromabwärts des dritten Wärmetauschers 64 positioniert. Der Kältemittelkreislauf 24 beinhaltet einen ersten Bereich 88 eines vierten Wärmetauschers 92. Ein erstes Absperrventil 96 unmittelbar stromabwärts eines Auslasses 100 des ersten Wärmetauschers 56 positioniert. Ein zweites Absperrventil 104 ist unmittelbar stromabwärts des ersten Absperrventils 96 positioniert. Das zweite Absperrventil 104 ist zudem unmittelbar stromabwärts des ersten Bereichs 88 des vierten Wärmetauschers 92. Ein drittes Absperrventil 108 ist unmittelbar stromabwärts des zweiten Absperrventils 104 positioniert Ein viertes Absperrventil 112 ist unmittelbar stromabwärts des Auslasses 100 des ersten Wärmetauschers 56 positioniert. Ein fünftes Absperrventil 116 ist unmittelbar stromabwärts des Auslasses 100 des ersten Wärmetauschers 56 positioniert. Ein Kältemittelnetz aus Leitungen 118 koppelt die Komponenten des Kältemittelkreislaufs 24 fluidisch miteinander. Ein erstes Wärmetauschfluid (z. B. ein Kältemittel) strömt durch das Kältemittelnetzwerk aus Leitungen 118 und die Komponenten des Kältemittelkreislaufs 24.
  • Unter noch weiterer Bezugnahme auf die 1-14 beinhaltet die Wärmepumpe 20 einen Kühlmittelkreislauf 120. Der Kühlmittelkreislauf 120 beinhaltet eine Pumpe 124, einen zweiten Bereich 128 des vierten Wärmetauschers 92, einen Behälter 132, einen fünften Wärmetauscher 136 und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen 140. Ein zweites Wärmetauschfluid (z. B. ein Kühlmittel) strömt durch das Kühlmittelnetz aus Leitungen 140 und die Komponenten des Kühlmittelkreislaufs 120. Der zweite Bereich 128 des vierten Wärmetauschers 92 ist unmittelbar stromabwärts der Pumpe 124. Der Behälter 132 ist unmittelbar stromabwärts des zweiten Bereichs 128 des vierten Wärmetauschers 92. Der fünfte Wärmetauscher 136 ist stromabwärts des Behälters 132. Eine erste wärmeproduzierende Komponente 144 ist stromabwärts des Behälters 132 positioniert. Die erste wärmeproduzierende Komponente 144 ist stromaufwärts des fünften Wärmetauschers 136 positioniert. Eine zweite wärmeproduzierende Komponente 148 ist parallel zu dem fünften Wärmetauscher 136 verrohrt. Dementsprechend ist die zweite wärmeproduzierende Komponente 148 stromabwärts des Behälters 132 und/oder der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144. Die zweite wärmeproduzierende Komponente 148 steht in direkter Fluidkommunikation mit dem dritten Wärmetauscher 64. Dementsprechend kann der dritte Wärmetauscher 64 Wärme zwischen dem ersten Wärmetauschfluid und dem zweiten Wärmetauschfluid tauschen. Ein Akkumulator 152 ist stromaufwärts des Verdichters 28 positioniert. Der Akkumulator 152 beinhaltet einen Einlass 156 und einen Auslass 160. Der Auslass 160 des Akkumulators 152 ist unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeinlasses 32 des Verdichters 28.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 2-4, 8-9 und 12-14 sind ein Betriebsmodus zur Kabinenkühlung (2), ein Betriebsmodus zur Kabinen- und Batteriekühlung (3), ein Betriebsmodus zur Batteriekühlung (4), ein erster Betriebsmodus zur Nachheizung (8), ein zweiter Betriebsmodus zur Nachheizung (9), ein Betriebsmodus zur Enteisung (12), ein erster Betriebsmodus zur Enteisung und Heizung (13) und ein zweiter Betriebsmodus zur Enteisung und Heizung (14) jeweils in beispielhafter Form dargestellt. Ein erstes Dreiwegeventil 164 ist stromabwärts des Auslasses 40 des Verdichters 28 positioniert. Das erste Dreiwegeventil 164 ist stromaufwärts eines Einlasses 168 des ersten Wärmetauschers 56 positioniert. Das erste Dreiwegeventil 164 ist zudem stromaufwärts des ersten Bereichs 88 des vierten Wärmetauschers 92. In jedem dieser Betriebsmodi wirkt der Verdichter 28 auf das erste Wärmetauschfluid ein, um das erste Wärmetauschfluid von dem Auslass 40 in Richtung des ersten Dreiwegeventils 164 zu treiben. Insbesondere treibt der Verdichter 28 das erste Wärmetauschfluid in Richtung eines ersten Anschlusses 172 des ersten Dreiwegeventils 164. Infolge der Positionierung des ersten Dreiwegeventils 164 in diesen Betriebsmodi wird das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 172 aufgenommen wird, so geleitet, dass es aus dem ersten Dreiwegeventil 164 an einem zweiten Anschluss 176 davon austritt. In den Betriebsmodi, die in den 8 und 9 dargestellt sind, ermöglicht die Positionierung des ersten Dreiwegeventils 164 zudem, dass das erste Wärmetauschfluid aus dem ersten Dreiwegeventil 164 über einen dritten Anschluss 178 davon austritt, wie in dieser Schrift detaillierter erörtert wird. Nach dem Austreten aus dem zweiten Anschluss 176 des ersten Dreiwegeventils 164 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung des Einlasses 168 des ersten Wärmetauschers 56 geleitet. Wenn das erste Wärmetauschfluid durch den ersten Wärmetauscher 56 strömt, kann das erste Wärmetauschfluid thermisch mit einem Wärmetauschfluid interagieren, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet (z. B. Umgebungsluft), sodass Wärme aus dem ersten Wärmetauschfluid entfernt werden kann. Alternativ kann das erste Wärmetauschfluid an dem ersten Wärmetauscher 56 Wärme aus dem Wärmetauschfluid absorbieren, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet. Die Strömung der Wärme zu oder aus dem ersten Wärmetauschfluid an dem ersten Wärmetauscher 56 hängt von dem konkreten Betriebsmodus und den thermischen Bedingungen des Wärmetauschfluids ab, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet. Das erste Wärmetauschfluid tritt an dem Auslass 100 des ersten Wärmetauschers 56 aus dem ersten Wärmetauscher 56 aus.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 2-4 befinden sich in diesen Betriebsmodi das vierte Absperrventil 112 und das fünfte Absperrventil 116 jeweils in einer geschlossenen Position. In diesen Betriebsmodi befindet sich das erste Absperrventil 96 in einer offenen Position. Dementsprechend wird das erste Wärmtauschfluid, das aus dem ersten Wärmetauscher 56 durch den Auslass 100 davon austritt, zu dem ersten Absperrventil 96 geleitet. Nach dem Strömen durch das erste Absperrventil 96 wird das erste Wärmetauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 in Richtung des zweiten Absperrventils 104 geleitet. Das zweite Absperrventil 104 befindet sich in einer offenen Position und das erste Wärmetauschfluid strömt durch das zweite Absperrventil 104. In verschiedenen Beispielen kann das erste Expansionsventil 68 als Absperrventil betrieben werden, sodass eine Strömung des ersten Wärmetauschfluids durch das erste Expansionsventil 68 verhindert werden kann. In den dargestellten Betriebsmodi befindet sich das dritte Absperrventil 108 in einer offenen Position. Daher wird das erste Wärmetauschfluid, das durch das zweite Absperrventil 104 verläuft, zu dem dritten Absperrventil 108 geleitet und strömt durch dieses.
  • Unter spezifischer Bezugnahme auf die 2 und 3 trifft das erste Wärmetauschfluid nach dem Austreten aus dem dritten Absperrventil 108 auf einen Verzweigungspunkt 180. An dem Verzweigungspunkt 180 teilt sich das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 in einen ersten Weg und einen zweiten Weg, wobei der erste Weg in Richtung des zweiten Wärmetauschers 60 führt und der zweite Weg in Richtung des dritten Wärmetauschers 64 führt. Vorerst ist der Fokus auf den ersten Weg gerichtet, der in Richtung des zweiten Wärmetauschers 60 führt. Von dem Verzweigungspunkt 180 wird mindestens ein Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids zu dem zweiten Expansionsventil 72 geleitet. Der Druck und die Temperatur des ersten Wärmetauschfluids verringern sich infolge der Interaktion mit dem zweiten Expansionsventil 72. Von dem zweiten Expansionsventil 72 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem zweiten Dampfgenerator 48 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid wird an einem Einlass 184 des zweiten Dampfgenerators 48 aufgenommen. An dem zweiten Dampfgenerator 48 wird mindestens ein Abschnitt einer gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids zu dem Mitteldruckeinlass 36 des Verdichters 28 geleitet. Insbesondere kann der mindestens eine Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids durch einen ersten Auslass 188 aus dem zweiten Dampfgenerator 48 austreten und durch das Kältemittelnetzwerk aus Leitungen 118 zu dem Mitteldruckeinlass 36 geleitet werden. Zum Beispiel kann der mindestens eine Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids aus dem ersten Wärmetauschfluid in einem Flüssigkeit-Gas-Trennventil entfernt werden oder kann der mindestens eine Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids durch eine Plattenwärmetauscherversion des zweiten Dampfgenerators 48 entfernt/erzeugt werden. Im in dieser Schrift verwendeten Sinne kann bei der Erörterung der Erzeugung von Dampf an einem bestimmten der Dampfgeneratoren für Plattenwärmetauscherversionen des Dampfgenerators/der Dampfgeneratoren eine solche Erzeugung erreicht werden, indem eine Temperaturerhöhung des Abschnitts des ersten Wärmetauschfluids, der in Richtung des Mitteldruckeinlasses 36 des Verdichters 28 zu leiten ist, induziert wird. Dementsprechend wird der Dampf durch Einstellen eines thermischen Gleichgewichts des ersten Wärmetauschfluids infolge der Interaktion mit dem bestimmten der Dampfgeneratoren „erzeugt“, sodass ein Dampf- oder gasförmiger Prozentsatz des ersten Wärmetauschfluids für den Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids erhöht wird, der zu dem Mitteldruckeinlass 36 des Verdichters 28 geleitet wird.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 2 und 3 kann der restliche Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids, der nicht in Richtung des Mitteldruckeinlasses 36 des Verdichters 28 geleitet wurde, durch einen zweiten Auslass 192 aus dem zweiten Dampfgenerator 48 austreten. Von dem zweiten Auslass 192 des zweiten Dampfgenerators 48 wird das erste Wärmetauschfluid zu einem Einlass 196 des zweiten Wärmetauschers 60 geleitet. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmetauschfluids, die durch das zweite Expansionsventil 72 bereitgestellt wurden, können nach der Interaktion mit dem zweiten Dampfgenerator 48 mindestens teilweise beibehalten werden. Dementsprechend können die thermischen Eigenschaften des ersten Wärmetauschfluids, das durch den zweiten Wärmetauscher 60 strömt, eingesetzt werden, um eine Kühlung für Luft bereitzustellen, die durch die Verrohrung 200 strömt, mit welcher der zweite Wärmetauscher 60 in Fluidkommunikation steht. Daher kann das erste Wärmetauschfluid, das aus dem zweiten Wärmetauscher 60 durch einen Auslass 204 des zweiten Wärmetauschers 60 austritt, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz im Vergleich zu dem ersten Wärmetauschfluid aufweisen, das an dem Einlass 196 in den zweiten Wärmetauscher 60 eingetreten ist. In verschiedenen Beispielen kann der zweite Wärmetauscher 60 innerhalb der Verrohrung 200 positioniert sein (z. B. physisch innerhalb eines durch die Verrohrung 200 definierten Volumens). Beim Austreten aus dem zweiten Wärmetauscher 60 durch den Auslass 204 strömt das erste Wärmetauschfluid durch das erste Rückschlagventil 80. Nach dem Austreten aus dem ersten Rückschlagventil 80 wird das erste Wärmetauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 in Richtung des Akkumulators 152 geleitet. In dem in 2 dargestellten Betriebsmodus verhindert das zweite Rückschlagventil 84 eine Rückströmung in Richtung des dritten Wärmetauschers 64. Dementsprechend wird verhindert, dass der dritte Wärmetauscher 64 zu einem Speichergefäl für das erste Wärmetauschfluid wird, wenn der dritte Wärmetauscher 64 in einem bestimmten Betriebsmodus nicht eingesetzt wird. Der Akkumulator 152 nimmt das erste Wärmetauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeinlass 32 des Verdichters 28 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmetauschfluids bereit, wodurch die Durchquerung des Kältemittelkreislaufs 24 abgeschlossen wird. In dem in 3 dargestellten Betriebsmodus strömte das erste Wärmetauschfluid an dem Verzweigungspunkt 180 zudem entlang des zweiten Wegs in Richtung des dritten Wärmetauschers 64. Das erste Wärmetauschfluid aus dem zweiten Weg wird wieder mit dem ersten Wärmetauschfluid aus dem ersten Weg zusammengeführt oder kombiniert, bevor es zu dem Akkumulator 152 strömt, wie in dieser Schrift ausführlicher erörtert wird.
  • Unter konkreter Bezugnahme auf die 3 und 4 trifft das erste Wärmetauschfluid nach dem Austreten aus dem dritten Absperrventil 108 auf den Verzweigungspunkt 180. An dem Verzweigungspunkt 180 teilt sich das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 in den ersten Weg und den zweiten Weg, wobei der erste Weg in Richtung des zweiten Wärmetauschers 60 führt und der zweite Weg in Richtung des dritten Wärmetauschers 64 führt. In dem in 3 dargestellten Betriebsmodus wird das erste Wärmetauschfluid in einen ersten Abschnitt, der dem ersten Weg auf die vorstehend beschriebene Weise folgt, und einen zweiten Abschnitt, der dem zweiten Weg folgt, wie nachstehend beschrieben, geteilt. In dem in 4 dargestellten Betriebsmodus wird eine Gesamtheit des ersten Wärmetauschfluids, das auf den Verzweigungspunkt 180 trifft, entlang des zweiten Wegs in Richtung des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Von dem Verzweigungspunkt 180 wird mindestens ein Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids in Richtung des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Bevor es den dritten Wärmetauscher 64 erreicht, trifft das erste Wärmetauschfluid zuerst auf das dritte Expansionsventil 76. Der Druck und die Temperatur des ersten Wärmetauschfluids verringern sich infolge der Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 76. Von dem dritten Expansionsventil 76 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem dritten Dampfgenerator 52 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid wird an einem Einlass 208 des dritten Dampfgenerators 52 aufgenommen. An dem dritten Dampfgenerator 52 wird mindestens ein Abschnitt einer gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids zu dem Mitteldruckeinlass 36 des Verdichters 28 geleitet. Insbesondere kann der mindestens eine Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids durch einen ersten Auslass 212 aus dem dritten Dampfgenerator 52 austreten und durch das Kältemittelnetzwerk aus Leitungen 118 zu dem Mitteldruckeinlass 36 geleitet werden.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 3 und 4 kann der restliche Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids, der nicht in Richtung des Mitteldruckeinlasses 36 des Verdichters 28 geleitet wurde, durch einen zweiten Auslass 216 aus dem dritten Dampfgenerator 52 austreten. Von dem zweiten Auslass 216 des dritten Dampfgenerators 52 wird das erste Wärmetauschfluid zu einem ersten Einlass 220 des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmetauschfluids, die durch das dritte Expansionsventil 76 bereitgestellt wurden, können nach der Interaktion mit dem dritten Dampfgenerator 52 mindestens teilweise beibehalten werden. Dementsprechend können die thermischen Eigenschaften des ersten Wärmetauschfluids, das durch den dritten Wärmetauscher 64 strömt, eingesetzt werden, um eine Kühlung für ein zweites Wärmetauschfluid bereitzustellen, das ebenfalls durch den dritten Wärmetauscher 64 strömt, wie in dieser Schrift ausführlicher erörtert wird. Daher kann das erste Wärmetauschfluid, das durch einen ersten Auslass 224 des dritten Wärmetauschers 64 aus dem dritten Wärmetauscher 64 austritt, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz im Vergleich zum ersten Wärmetauschfluid aufweisen, das an dem ersten Einlass 220 in den dritten Wärmetauscher 64 eingetreten ist. Von dem ersten Auslass 224 des dritten Wärmetauschers 64 wird das erste Wärmetauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 zu dem zweiten Rückschlagventil 84 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid strömt durch das zweite Rückschlagventil 84 und wird zu dem Akkumulator 152 geleitet. In dem in 3 dargestellten Betriebsmodus wird der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids nach dem Austreten aus dem zweiten Rückschlagventil 84 wieder mit dem ersten Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids zusammengeführt oder kombiniert, bevor er den Akkumulator 152 erreicht. In dem in 4 dargestellten Betriebsmodus verhindert das erste Rückschlagventil 80 eine Rückströmung in Richtung des zweiten Wärmetauschers 60. Dementsprechend wird verhindert, dass der zweite Wärmetauscher 60 zu einem Speichergefäl für das erste Wärmetauschfluid wird, wenn der zweite Wärmetauscher 60 in einem gegebenen Betriebsmodus nicht eingesetzt wird. Der Akkumulator 152 nimmt das erste Wärmetauschfluid auf und arbeitet wie vorstehend beschrieben, wodurch die Durchquerung des Kältemittelkreislaufs 24 abgeschlossen wird. Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 5-7 sind ein Betriebsmodus zur Kabinenheizung (5), ein Betriebsmodus zur Kabinenheizung und Batteriekühlung ( 6) und ein Betriebsmodus zur Batterieheizung (7) jeweils in beispielhafter Form dargestellt In jedem dieser Betriebsmodi wirkt der Verdichter 28 auf das erste Wärmetauschfluid ein, um das erste Wärmetauschfluid von dem Auslass 40 in Richtung des ersten Dreiwegeventils 164 zu treiben. Insbesondere treibt der Verdichter 28 das erste Wärmetauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 172 des ersten Dreiwegeventils 164. Infolge der Positionierung des ersten Dreiwegeventils 164 in diesen Betriebsmodi wird das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 172 aufgenommen wird, so geleitet, dass es aus dem ersten Dreiwegeventil 164 an dem dritten Anschluss 178 davon austritt. Nach dem Austreten aus dem dritten Anschluss 178 des ersten Dreiwegeventils 164 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung eines Einlasses 232 des ersten Bereichs 88 des vierten Wärmetauschers 92 geleitet. Innerhalb des vierten Wärmetauschers 92 interagiert das erste Wärmetauschfluid thermisch mit dem zweiten Wärmetauschfluid, das durch den Kühlmittelkreislauf 120 strömt, durch den zweiten Bereich 128 des vierten Wärmetauschers 92. Das erste Wärmetauschfluid tritt aus dem ersten Bereich 88 des vierten Wärmetauschers 92 durch einen Auslass 236 davon aus. Von dem Auslass 236 des ersten Bereichs 88 des vierten Wärmetauschers 92 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung eines ersten Kopplungspunkts 240 geleitet. Der erste Kopplungspunkt 240 ist stromabwärts des ersten Absperrventils 96. In jedem dieser Betriebsmodi befindet sich das erste Absperrventil 96 in der geschlossenen Position. Dementsprechend verläuft das erste Wärmetauschfluid durch den ersten Kopplungspunkt 240 und wird in Richtung des zweiten Absperrventils 104 geleitet.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 5-7 befinden sich das zweite Absperrventil 104 und das vierte Absperrventil 112 jeweils in der offenen Position. In den Betriebsmodi, die in den 5 und 7 dargestellt sind, befinden sich das dritte Absperrventil 108 und das fünfte Absperrventil 116 jeweils in der geschlossenen Position. In dem in 6 dargestellten Betriebsmodus befindet sich das dritte Absperrventil 108 in der offenen Position und befindet sich das fünfte Absperrventil 116 in der geschlossenen Position. Dementsprechend verläuft das erste Wärmetauschfluid durch das zweite Absperrventil 104 und wird mindestens ein Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids in Richtung des ersten Expansionsventils 68 geleitet. Der Druck und die Temperatur des ersten Wärmetauschfluids verringern sich infolge der Interaktion mit dem ersten Expansionsventil 68. Von dem ersten Expansionsventil 68 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem ersten Dampfgenerator 44 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid wird an einem Einlass 244 des ersten Dampfgenerators 44 aufgenommen. An dem ersten Dampfgenerator 44 wird mindestens ein Abschnitt einer gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids zu dem Mitteldruckeinlass 36 des Verdichters 28 geleitet. Insbesondere kann der mindestens eine Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids durch einen ersten Auslass 248 aus dem ersten Dampfgenerator 44 austreten und durch das Kältemittelnetzwerk aus Leitungen 118 zu dem Mitteldruckeinlass 36 geleitet werden. Zum Beispiel kann der mindestens eine Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids aus dem ersten Wärmetauschfluid in einem Flüssigkeit-Gas-Trennventil entfernt werden oder kann der mindestens eine Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids durch eine Plattenwärmetauscherversion des zweiten Dampfgenerators 48 entfernt/erzeugt werden. Im in dieser Schrift verwendeten Sinne kann bei der Erörterung der Erzeugung von Dampf an einem bestimmten der Dampfgeneratoren für Plattenwärmetauscherversionen des Dampfgenerators/der Dampfgeneratoren eine solche Erzeugung erreicht werden, indem eine Temperaturerhöhung des Abschnitts des ersten Wärmetauschfluids, der in Richtung des Mitteldruckeinlasses 36 des Verdichters 28 zu leiten ist, induziert wird. Dementsprechend wird der Dampf durch Einstellen eines thermischen Gleichgewichts des ersten Wärmetauschfluids infolge der Interaktion mit dem bestimmten der Dampfgeneratoren „erzeugt“, sodass ein Dampf- oder gasförmiger Prozentsatz des ersten Wärmetauschfluids für den Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids erhöht wird, der zu dem Mitteldruckeinlass 36 des Verdichters 28 geleitet wird.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 5-7 kann der restliche Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids, der nicht in Richtung des Mitteldruckeinlasses 36 des Verdichters 28 geleitet wurde, durch einen zweiten Auslass 252 aus dem ersten Dampfgenerator 44 austreten. Von dem zweiten Auslass 252 des ersten Dampfgenerators 44 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung eines zweiten Dreiwegeventils 256 geleitet. Insbesondere wird das erste Wärmetauschfluid, das aus dem zweiten Auslass 252 des ersten Dampfgenerators 44 austritt, an einem ersten Anschluss 260 des zweiten Dreiwegeventils 256 aufgenommen. In jedem dieser Betriebsmodi wird infolge der Positionierung des zweiten Dreiwegeventils 256 das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 260 des zweiten Dreiwegeventils 256 aufgenommen wird, so geleitet, dass es aus dem zweiten Dreiwegeventil 256 durch einen zweiten Anschluss 264 davon austritt. Nach dem Austreten aus dem zweiten Anschluss 264 des zweiten Dreiwegeventils 256 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem Einlasses 168 des ersten Wärmetauschers 56 geleitet. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmetauschfluids, die durch das erste Expansionsventil 68 bereitgestellt wurden, können nach der Interaktion mit dem ersten Dampfgenerator 44 mindestens teilweise beibehalten werden. Wenn das erste Wärmetauschfluid durch den ersten Wärmetauscher 56 strömt, kann das erste Wärmetauschfluid thermisch mit einem Wärmetauschfluid interagieren, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet (z. B. Umgebungsluft), sodass Wärme aus dem ersten Wärmetauschfluid entfernt werden kann. Alternativ kann das erste Wärmetauschfluid an dem ersten Wärmetauscher 56 Wärme aus dem Wärmetauschfluid absorbieren, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet. Die Strömung der Wärme zu oder aus dem ersten Wärmetauschfluid an dem ersten Wärmetauscher 56 hängt von der Temperatur des ersten Wärmetauschfluids und der Temperatur des Wärmetauschfluids ab, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet. Zum Beispiel kann das Wärmetauschfluid, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet, eine Temperatur aufweisen, die gröl er als die Temperatur des ersten Wärmetauschfluids ist. In einem solchen Beispiel kann das erste Wärmetauschfluid Wärme aus dem Wärmetauschfluid absorbieren, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet. Dementsprechend können eine Temperatur, ein Druck und/oder ein Dampfprozentsatz des ersten Wärmetauschfluids an dem Auslass 100 des ersten Wärmetauschers 56 im Vergleich zu dem Einlass 168 gröl er sein. Von dem Auslass 100 des ersten Wärmetauschers 56 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem vierten Absperrventil 112 geleitet, das sich in der offenen Position befindet. Nach dem Strömen durch das vierte Absperrventil 112 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem Akkumulator 152 geleitet. Der Akkumulator 152 arbeitet wie vorstehend beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 6 befindet sich in diesen Betriebsmodi das dritte Absperrventil 108 in der offenen Position und ist das erste Expansionsventil 68 offen. Dementsprechend nehmen das erste Expansionsventil 68 und das dritte Absperrventil 108 jeweils einen Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids auf, das aus dem zweiten Absperrventil 104 ausgetreten ist. Ein erster Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids wird durch das erste Expansionsventil 68 aufgenommen und verläuft wie vorstehend beschrieben. Ein zweiter Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids verläuft durch das dritte Absperrventil 108 und trifft auf den Verzweigungspunkt 180. In jedem dieser Betriebsmodi wird das zweite Expansionsventil 72 als Absperrventil betrieben, sodass das erste Wärmetauschfluid, das auf den Verzweigungspunkt 180 trifft, vollständig in Richtung des dritten Expansionsventils 76 geleitet wird. Der Druck und die Temperatur des ersten Wärmetauschfluids verringern sich infolge der Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 76. Von dem dritten Expansionsventil 76 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem dritten Dampfgenerator 52 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid wird an dem Einlass 208 des dritten Dampfgenerators 52 aufgenommen. An dem dritten Dampfgenerator 52 wird mindestens ein Abschnitt einer gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids zu dem Mitteldruckeinlass 36 des Verdichters 28 geleitet. Insbesondere kann der mindestens eine Abschnitt der gasförmigen Komponente des ersten Wärmetauschfluids durch den ersten Auslass 212 aus dem dritten Dampfgenerator 52 austreten und durch das Kältemittelnetzwerk aus Leitungen 118 zu dem Mitteldruckeinlass 36 geleitet werden.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann der restliche Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids, der nicht in Richtung des Mitteldruckeinlasses 36 des Verdichters 28 geleitet wurde, durch den zweiten Auslass 216 aus dem dritten Dampfgenerator 52 austreten. Von dem zweiten Auslass 216 des dritten Dampfgenerators 52 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem ersten Einlass 220 des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmetauschfluids, die durch das dritte Expansionsventil 76 bereitgestellt wurden, können nach der Interaktion mit dem dritten Dampfgenerator 52 mindestens teilweise beibehalten werden. Dementsprechend können die thermischen Eigenschaften des ersten Wärmetauschfluids, das durch den dritten Wärmetauscher 64 strömt, eingesetzt werden, um eine Kühlung für ein zweites Wärmetauschfluid bereitzustellen, das ebenfalls durch den dritten Wärmetauscher 64 strömt. Daher kann das erste Wärmetauschfluid, das durch den ersten Auslass 224 des dritten Wärmetauschers 64 aus dem dritten Wärmetauscher 64 austritt, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz im Vergleich zum ersten Wärmetauschfluid aufweisen, das an dem ersten Einlass 220 in den dritten Wärmetauscher 64 eingetreten ist. Das zweite Wärmetauschfluid, das ebenfalls durch den dritten Wärmetauscher 64 strömt, kann das gleiche zweite Wärmetauschfluid sein, das durch den Kühlmittelkreislauf 120 strömt. Alternativ kann der dritte Wärmetauscher 64 das erste Wärmetauschfluid und ein drittes Wärmetauschfluid aufnehmen, wobei der dritte Wärmetauscher 64 eine thermische Interaktion zwischen dem ersten und dem dritten Wärmetauschfluid erleichtert. Die verringerte Temperatur und der verringerte Druck des ersten Wärmetauschfluids, das durch den dritten Wärmetauscher 64 strömt, können eingesetzt werden, um die Temperatur von wärmeproduzierenden Komponenten zu verringern, mit denen der dritte Wärmetauscher 64 interagiert (z. B. der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148, von Elektromotoren, Batterien, Elektronik usw.). Dementsprechend kann das erste Wärmetauschfluid, das durch den ersten Auslass 224 des dritten Wärmetauschers 64 aus dem dritten Wärmetauscher 64 austritt, einen erhöhten Druck, eine erhöhte Temperatur und/oder einen erhöhten Dampfprozentsatz im Vergleich zum ersten Wärmetauschfluid aufweisen, das an dem ersten Einlass 220 in den dritten Wärmetauscher 64 eingetreten ist.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 6 wird das erste Wärmetauschfluid von dem ersten Auslass 224 des dritten Wärmetauschers 64 durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 zu dem zweiten Rückschlagventil 84 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid strömt durch das zweite Rückschlagventil 84 und wird zu dem Akkumulator 152 geleitet. Nach dem Austreten aus dem zweiten Rückschlagventil 84 wird der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids wieder mit dem ersten Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids zusammengeführt oder kombiniert, bevor er den Akkumulator 152 erreicht. Zum Beispiel können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids an einem zweiten Kopplungspunkt 268, der unmittelbar stromaufwärts des Einlasses 156 des Akkumulators 152 ist, wieder zusammengeführt oder kombiniert werden. Der zweite Kopplungspunkt 268 kann stromabwärts eines dritten Dreiwegeventils 270 sein. Das erste Rückschlagventil 80 verhindert eine Rückströmung in Richtung des zweiten Wärmetauschers 60. Dementsprechend wird verhindert, dass der zweite Wärmetauscher 60 zu einem Speichergefäl für das erste Wärmetauschfluid wird, wenn der zweite Wärmetauscher 60 in einem gegebenen Betriebsmodus nicht eingesetzt wird. Der Akkumulator 152 nimmt das erste Wärmetauschfluid auf und arbeitet wie vorstehend beschrieben, wodurch die Durchquerung des Kältemittelkreislaufs 24 abgeschlossen wird.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 3-4 und 6 strömt das zweite Wärmetauschfluid oder das dritte Wärmetauschfluid zwischen dem dritten Wärmetauscher 64 und der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148. Insbesondere nimmt ein erster Einlass 272 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 das zweite Wärmetauschfluid oder das dritte Wärmetauschfluid aus dem dritten Wärmetauscher 64 auf. Die zweite wärmeproduzierende Komponente 148 kann ein Verbrennungsmotor, Elektronik, eine Batterie, ein Batteriepack, ein oder mehrere Heizelemente, Bremsen oder dergleichen sein. Das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das an dem ersten Einlass 272 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 aufgenommen wird, kann eine Temperatur der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 verringern. Insbesondere können die verringerte Temperatur, der verringerte Druck und/oder der verringerte Dampfprozentsatz, die dem ersten Wärmetauschfluid, das durch den dritten Wärmetauscher 64 strömt, infolge der Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 76 bereitgestellt werden, zum thermischen Tausch mit dem zweiten oder dritten Wärmetauschfluid eingesetzt werden. Dementsprechend kann das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das aus dem dritten Wärmetauscher 64 austritt, eine verringerte Temperatur, einen verringerten Druck und/oder einen verringerten Dampfprozentsatz im Vergleich zu dem zweiten oder dritten Wärmetauschfluid aufweisen, das in den dritten Wärmetauscher 64 eingetreten ist. Daher kann das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das aus der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 durch einen ersten Auslass 276 davon austritt, einen gröl eren Druck, eine gröl ere Temperatur und/oder einen gröl eren Dampfprozentsatz aufweisen als das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das an dem ersten Einlass 272 aufgenommen wurde. Die zweite wärmeproduzierende Komponente 148 ist ferner mit dem Kühlmittelkreislauf 120 verrohrt, wie in dieser Schrift detaillierter erörtert wird.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 3-4 und 6 wird das zweite oder dritte Wärmetauschfluid von dem ersten Auslass 276 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 in Richtung eines zweiten Einlasses 280 des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Einlass 220 aufgenommen wird, und das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das an dem zweiten Einlass 280 aufgenommen wird, können innerhalb des dritten Wärmetauschers 64 thermisch miteinander interagieren. Das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das an dem zweiten Einlass 280 aufgenommen wird, tritt aus dem dritten Wärmetauscher 64 durch einen zweiten Auslass 284 davon aus. Von dem zweiten Auslass 284 des dritten Wärmetauschers 64 wird das zweite oder dritte Wärmetauschfluid zurück in Richtung des ersten Einlasses 272 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 geleitet.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 5-11 sind verschiedene Betriebsmodi der Wärmepumpe 20 dargestellt, die den Kühlmittelkreislauf 120 einsetzen. Die Pumpe 124 ist in diesen Betriebsmodi angeschaltet, sodass das zweite Wärmetauschfluid durch die Komponenten des Kühlmittelkreislaufs 120 zirkuliert wird. Das zweite Wärmetauschfluid wird von der Pumpe 124 in Richtung des vierten Wärmetauschers 92 getrieben. Dementsprechend interagiert das zweite Wärmetauschfluid durch den vierten Wärmetauscher 92 thermisch mit dem ersten Wärmetauschfluid. Insbesondere wird das zweite Wärmetauschfluid durch den zweiten Bereich 128 des vierten Wärmetauschers 92 zirkuliert, während das erste Wärmetauschfluid durch den ersten Bereich 88 des vierten Wärmetauschers 92 zirkuliert wird. In verschiedenen Beispielen kann das zweite Wärmetauschfluid an dem vierten Wärmetauscher 92 Wärme aus dem ersten Wärmetauschfluid extrahieren. Von dem vierten Wärmetauscher 92 wird das zweite Wärmetauschfluid durch das Kühlmittelnetz aus Leitungen 140 zu einem Einlass 288 des Behälters 132 geleitet. Der Behälter 132 kann das zweite Wärmetauschfluid ansammeln. Ein Auslass 292 des Behälters 132 ist durch das Kühlmittelnetz aus Leitungen 140 mit einem Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 verrohrt. In dem in 7 dargestellten Betriebsmodus wird der fünfte Wärmetauscher 136 umgangen und wird das zweite Wärmetauschfluid stattdessen zu der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 geleitet, wie in dieser Schrift detaillierter erörtert wird. In verschiedenen Beispielen können zusätzliche Komponenten in dem Kühlmittelkreislauf 120 beinhaltet und zwischen dem Auslass 292 des Behälters 132 und dem Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 verrohrt sein, wie in dieser Schrift detaillierter erörtert wird.
  • Unter Bezugnahme auf 5, 6 und 8-11 ist ein Auslass 300 des fünften Wärmetauschers 136 mit der Pumpe 124 verrohrt. Dementsprechend wird, wenn die Pumpe 124 betrieben wird, das zweite Wärmetauschfluid aus dem Behälter 132 und in den Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 auf eine siphonartige Weise gezogen. Anders ausgedrückt kann der Betrieb der Pumpe 124 einen Überdruck an dem Einlass 288 des Behälters 132 und einen Unterdruck an dem Auslass 292 des Behälters 132 erzeugen. Daher kann die Druckdifferenz über dem Behälter 132 die Einbringung des zweiten Wärmetauschfluids in den Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 erleichtern. In einigen Beispielen können zusätzliche Komponenten in dem Kühlmittelkreislauf 120 beinhaltet und zwischen dem Auslass 300 des fünften Wärmetauschers 136 und der Pumpe 124 verrohrt sein. Das zweite Wärmetauschfluid kann infolge der Fluidkommunikation zwischen dem fünften Wärmetauscher 136 und der Verrohrung 200 einer Kabine eines Fahrzeugs Wärme bereitstellen. In verschiedenen Beispielen kann der fünfte Wärmetauscher 136 als Heizkern betrieben werden. Alternativ kann Wärme aus dem zweiten Wärmetauschfluid zu Komponenten geleitet werden, die von solcher Wärme profitieren können, wie etwa Batterien, elektrischen Komponenten, der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 und/oder der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 während kalter Witterungsbedingungen in der Umgebung, innerhalb derer sich das Fahrzeug oder die Wärmepumpe 20 zu einem bestimmten Zeitpunkt aktuell aufhält (z. B. siehe 7).
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 5-11 sind in den dargestellten Beispielen ein viertes Dreiwegeventil 304, ein fünftes Dreiwegeventil 308 und ein sechstes Dreiwegeventil 312 zwischen dem Auslass 292 des Behälters 132 und dem Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 positioniert. Das vierte Dreiwegeventil 304 ist stromabwärts des Auslasses 292 des Behälters 132 und stromaufwärts des fünften Dreiwegeventils 308. Das fünfte Dreiwegeventil 308 ist stromabwärts des vierten Dreiwegeventils 304 und stromaufwärts des sechsten Dreiwegeventils 312. Das sechste Dreiwegeventil 312 ist stromabwärts des fünften Dreiwegeventils 308 und stromaufwärts des Einlasses 296 des fünften Wärmetauschers 136. Zusätzlich ist in den dargestellten Beispielen ein siebtes Dreiwegeventil 316 zwischen dem Auslass 300 des fünften Wärmetauschers 136 und der Pumpe 124 positioniert.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 5-11 wird das zweite Wärmetauschfluid von dem Auslass 292 des Behälters 132 zu einem ersten Anschluss 320 des vierten Dreiwegeventils 304 geleitet. Das vierte Dreiwegeventil 304 ist in jedem dieser Betriebsmodi so positioniert, dass das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 320 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem vierten Dreiwegeventil 304 durch einen zweiten Anschluss 324 davon austritt. Von dem zweiten Anschluss 324 des vierten Dreiwegeventils 304 wird das zweite Wärmetauschfluid in Richtung eines ersten Anschlusses 328 des fünften Dreiwegeventils 308 geleitet. Das fünfte Dreiwegeventil 308 ist in jedem dieser Betriebsmodi so positioniert, dass das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 328 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem fünften Dreiwegeventil 308 durch einen zweiten Anschluss 332 davon austritt. Die erste wärmeproduzierende Komponente 144 ist mit dem vierten und fünften Dreiwegeventil 304, 308 verrohrt, sodass die erste wärmeproduzierende Komponente 144 in Reihe mit dem Behälter 132, dem fünften Wärmetauscher 136 und/oder der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 ist. Insbesondere ist ein Einlass 336 der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 mit einem dritten Anschluss 340 des vierten Dreiwegeventils 304 verrohrt und ist ein Auslass 344 der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 mit einem dritten Anschluss 348 des fünften Dreiwegeventils 308 verrohrt.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 5-11, wenn das vierte Dreiwegeventil 304 positioniert ist, um die erste wärmeproduzierende Komponente 144 in einem bestimmten Betriebsmodus (z. B. die 13 und 14) zu nutzen, wird das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 320 aufgenommen wird, so geleitet, dass es aus dem vierten Dreiwegeventil 304 durch den dritten Anschluss 340 davon austritt. Von dem dritten Anschluss 340 des vierten Dreiwegeventils 304 wird das zweite Wärmetauschfluid zu dem Einlass 336 der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 geleitet. Die erste wärmeproduzierende Komponente 144 kann ein Verbrennungsmotor, Elektronik, eine Batterie, ein Batteriepack, ein oder mehrere Heizelemente, Bremsen oder dergleichen sein. Nach der Interaktion mit der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 tritt das zweite Wärmetauschfluid aus der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 durch den Auslass 344 davon aus. Infolge der Interaktion mit der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 kann das zweite Wärmetauschfluid, das durch den Auslass 344 austritt, einen gröl eren Druck und/oder eine gröl ere Temperatur aufweisen als das zweite Wärmetauschfluid, das über den Einlass 336 eingetreten ist. Von dem Auslass 344 der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 wird das zweite Wärmetauschfluid zu dem dritten Anschluss 348 des fünften Dreiwegeventils 308 geleitet. Auf Grundlage einer Positionierung des fünften Dreiwegeventils 308 wird das zweite Wärmetauschfluid, das an dem dritten Anschluss 348 aufgenommen wird, so geleitet, dass es aus dem fünften Dreiwegeventil 308 durch den zweiten Anschluss 332 davon austritt. Das zweite Wärmetauschfluid wird von dem zweiten Anschluss 332 des fünften Dreiwegeventils 308 zu einem ersten Anschluss 352 des sechsten Dreiwegeventils 312 geleitet.
  • Unter spezifischer Bezugnahme auf die 5, 6 und 8-11 ist in jedem dieser Betriebsmodi das sechste Dreiwegeventil 312 so positioniert, dass das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 352 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem sechsten Dreiwegeventil 312 durch einen zweiten Anschluss 356 davon austritt. Das zweite Wärmetauschfluid, das aus dem sechsten Dreiwegeventil 312 durch den zweiten Anschluss 356 davon austritt, wird zu dem Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 geleitet. In dem fünften Wärmetauscher 136 kann die durch das zweite Wärmetauschfluid getragene Wärme auf die vorstehend dargelegte Weise eingesetzt werden. Das zweite Wärmetauschfluid tritt aus dem fünften Wärmetauscher 136 durch den Auslass 300 aus. Von dem Auslass 300 wird das zweite Wärmetauschfluid in Richtung eines ersten Anschlusses 360 des siebten Dreiwegeventils 316 geleitet. Das siebte Dreiwegeventil 316 ist in jedem dieser Betriebsmodi so positioniert, dass das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 360 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem siebten Dreiwegeventil 316 durch einen zweiten Anschluss 364 davon austritt. Die zweite wärmeproduzierende Komponente 148 ist parallel zu dem fünften Wärmetauscher 136 verrohrt.
  • Unter konkreter Bezugnahme auf 7, wenn die zweite wärmeproduzierende Komponente 148 in einem bestimmten Betriebsmodus genutzt wird, ist das sechste Dreiwegeventil 312 so positioniert, dass das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 352 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem sechsten Dreiwegeventil 312 an einem dritten Anschluss 368 davon austritt. Von dem dritten Anschluss 368 wird das zweite Wärmetauschfluid zu einem zweiten Einlass 372 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 geleitet. Der zweite Einlass 372 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 kann unmittelbar stromabwärts des dritten Anschlusses 368 des sechsten Dreiwegeventils 312 sein. Das zweite Wärmetauschfluid, das an dem zweiten Einlass 372 aufgenommen wird, kann der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 Wärme bereitstellen (z. B. bei kaltem Wetter). Das zweite Wärmetauschfluid, das an dem zweiten Einlass 372 aufgenommen wird, tritt aus der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 durch den zweiten Auslass 376 davon aus. Infolge der Interaktion mit der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 erhöhen sich Temperatur, Druck und/oder Dampfprozentsatz des zweiten Wärmetauschfluids. Beim Austreten aus dem zweiten Auslass 376 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 wird das zweite Wärmetauschfluid zu einem dritten Anschluss 380 des siebten Dreiwegeventils 316 geleitet. An dem siebten Dreiwegeventil 316 wird das zweite Wärmetauschfluid so geleitet, dass es aus dem siebten Dreiwegeventil 316 durch den zweiten Anschluss 364 davon austritt. Von dem zweiten Anschluss 364 des siebten Dreiwegeventils 316 wird das zweite Wärmetauschfluid in Richtung der Pumpe 124 geleitet, wodurch die Durchquerung des Kühlmittelkreislaufs 120 in einem solchen Betriebsmodus abgeschlossen wird.
  • Unter spezifischer Bezugnahme auf die 8 und 9 ist das erste Dreiwegeventil 164 positioniert, um das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 172 aufgenommen wird, so zu leiten, dass es aus dem ersten Dreiwegeventil 164 durch den zweiten Anschluss 176 und den dritten Anschluss 178 austritt. Dementsprechend wird in diesen Betriebsmodi das erste Wärmetauschfluid an dem ersten Dreiwegeventil 164 in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt geteilt. Der erste Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids tritt aus dem ersten Dreiwegeventil 164 durch den zweiten Anschluss 176 davon aus. Die Strömung des ersten Abschnitts von dem ersten Dreiwegeventil 164 zu dem Auslass 100 des ersten Wärmetauschers 56 ist vorstehend beschrieben. Von dem Auslass 100 des ersten Wärmetauschers 56 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem ersten Absperrventil 96 geleitet, das sich in der offenen Position befindet. Das vierte Absperrventil 112 und das fünfte Absperrventil 116 befinden sich jeweils in der geschlossenen Position. Von dem ersten Absperrventil 96 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem ersten Kopplungspunkt 240 geleitet. An dem ersten Kopplungspunkt 240 werden der erste und der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids wieder zusammengeführt oder kombiniert. Die Strömung des zweiten Abschnitts des ersten Wärmetauschfluids von dem dritten Anschluss 178 des ersten Dreiwegeventils 164 wird in dieser Schrift ausführlicher erörtert.
  • Unter konkreter Bezugnahme auf die 8-11 ist eine Vielfalt von Betriebsmodi zur Nachheizung dargestellt. Insbesondere sind der erste Betriebsmodus zur Nachheizung ( 8), der zweite Betriebsmodus zur Nachheizung (9), ein dritter Betriebsmodus zur Nachheizung (10) und ein vierter Betriebsmodus zur Nachheizung (11) in beispielhafter Form dargestellt. Der Verdichter 28 treibt das erste Wärmetauschfluid zu dem ersten Anschluss 172 des ersten Dreiwegeventils 164. Wie vorstehend erwähnt, ist das erste Dreiwegeventil 164 in den in den 8 und 9 dargestellten Betriebsmodi so positioniert, dass das erste Wärmetauschfluid in den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt geteilt wird, wobei der zweite Abschnitt so geleitet wird, dass er durch den dritten Anschluss 178 aus dem ersten Dreiwegeventil 164 austritt. In den in den 10 und 11 dargestellten Betriebsmodi wird eine Gesamtheit des ersten Wärmetauschfluids, das an dem ersten Anschluss 172 des ersten Dreiwegeventils 164 aufgenommen wird, so geleitet, dass es durch den dritten Anschluss 178 aus dem ersten Dreiwegeventil 164 austritt. Von dem dritten Anschluss 178 des ersten Dreiwegeventils 164 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem Einlass 232 des ersten Bereichs 88 des vierten Wärmetauschers 92 geleitet. Innerhalb des vierten Wärmetauschers 92 interagiert das erste Wärmetauschfluid thermisch mit dem zweiten Wärmetauschfluid, das durch den Kühlmittelkreislauf 120 strömt, durch den zweiten Bereich 128 des vierten Wärmetauschers 92. Das erste Wärmetauschfluid tritt aus dem ersten Bereich 88 des vierten Wärmetauschers 92 durch den Auslass 236 davon aus. Von dem Auslass 236 des ersten Bereichs 88 des vierten Wärmetauschers 92 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung des ersten Kopplungspunkts 240 geleitet. Der erste Kopplungspunkt 240 ist stromabwärts des ersten Absperrventils 96. Das erste Absperrventil 96 befindet sich in den in den 10 und 11 dargestellten Betriebsmodi in der geschlossenen Position. In den in den in 8 und 9 dargestellten Betriebsmodi befindet sich das erste Absperrventil 96 in der offenen Position und werden der erste und zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids an dem ersten Kopplungspunkt 240 wieder kombiniert oder zusammengeführt. Von dem ersten Kopplungspunkt 240 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung des zweiten Absperrventils 104 geleitet. Das dritte Absperrventil 108 befindet sich in der offenen Position. Dementsprechend wird das erste Wärmetauschfluid von dem zweiten Absperrventil 104 zu dem zweiten Expansionsventil 72 geleitet.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 8-11 verringern sich der Druck und die Temperatur des ersten Wärmetauschfluids, das an dem zweiten Expansionsventil 72 aufgenommen wird, infolge der Interaktion mit dem zweiten Expansionsventil 72. Von dem zweiten Expansionsventil 72 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem zweiten Dampfgenerator 48 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid wird an dem Einlass 184 des zweiten Dampfgenerators 48 aufgenommen. Der zweite Dampfgenerator 48 arbeitet wie bereits beschrieben. Von dem zweiten Auslass 192 des zweiten Dampfgenerators 48 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem Einlass 196 des zweiten Wärmetauschers 60 geleitet. Der zweite Wärmetauscher 60 arbeitet wie bereits beschrieben. Beim Austreten aus dem zweiten Wärmetauscher 60 durch den Auslass 204 strömt das erste Wärmetauschfluid durch das erste Rückschlagventil 80. Nach dem Austreten aus dem ersten Rückschlagventil 80 wird das erste Wärmetauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 in Richtung des Akkumulators 152 geleitet. In den in den 8 und 10 dargestellten Betriebsmodi verhindert das zweite Rückschlagventil 84 eine Rückströmung in Richtung des dritten Wärmetauschers 64. Dementsprechend wird verhindert, dass der dritte Wärmetauscher 64 zu einem Speichergefäl für das erste Wärmetauschfluid wird, wenn der dritte Wärmetauscher 64 in einem bestimmten Betriebsmodus nicht eingesetzt wird. Der Akkumulator 152 nimmt das erste Wärmetauschfluid auf und stellt dem Niederdruckeinlass 32 des Verdichters 28 eine gasförmige Komponente des ersten Wärmetauschfluids bereit, wodurch die Durchquerung des Kältemittelkreislaufs 24 abgeschlossen wird. In den in den 9 und 11 dargestellten Betriebsmodi strömte das erste Wärmetauschfluid an dem Verzweigungspunkt 180 zudem entlang des zweiten Wegs in Richtung des dritten Wärmetauschers 64. Das erste Wärmetauschfluid aus dem zweiten Weg wird wieder mit dem ersten Wärmetauschfluid aus dem ersten Weg zusammengeführt oder kombiniert, bevor es zu dem Akkumulator 152 strömt, wie in dieser Schrift bereits beschrieben.
  • Unter spezifischer Bezugnahme auf die 9 und 11 teil sich an dem Verzweigungspunkt 180 das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 in den ersten Weg und den zweiten Weg, wobei der erste Weg in Richtung des zweiten Wärmetauschers 60 führt und der zweite Weg in Richtung des dritten Wärmetauschers 64 führt. In diesen Betriebsmodi wird das erste Wärmetauschfluid in den ersten Abschnitt, der dem ersten Weg auf die vorstehend beschriebene Weise folgt, und den zweiten Abschnitt, der dem zweiten Weg folgt, geteilt. Mindestens ein Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids, das auf den Verzweigungspunkt 180 trifft, entlang des zweiten Wegs in Richtung des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Bevor es den dritten Wärmetauscher 64 erreicht, trifft das erste Wärmetauschfluid zuerst auf das dritte Expansionsventil 76. Das dritte Expansionsventil 76 arbeitet wie bereits beschrieben. Von dem dritten Expansionsventil 76 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem dritten Dampfgenerator 52 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid wird an dem Einlass 208 des dritten Dampfgenerators 52 aufgenommen. Der dritte Dampfgenerator 52 arbeitet wie bereits beschrieben. Der Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids, der aus dem dritten Dampfgenerator 52 durch den zweiten Auslass 216 austritt, wird zu dem ersten Einlass 220 des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Der dritte Wärmetauscher 64 arbeitet wie bereits beschrieben.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 9 und 11 strömt das zweite Wärmetauschfluid oder das dritte Wärmetauschfluid zwischen dem dritten Wärmetauscher 64 und der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148. Der erste Einlass 272 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 nimmt das zweite Wärmetauschfluid oder das dritte Wärmetauschfluid aus dem dritten Wärmetauscher 64 auf. Die zweite wärmeproduzierende Komponente 148 arbeitet wie bereits beschrieben. Das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das an dem ersten Einlass 272 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 aufgenommen wird, tritt aus der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 durch den ersten Auslass 276 davon aus. Das zweite oder dritte Wärmetauschfluid wird von dem ersten Auslass 276 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 in Richtung des zweiten Einlasses 280 des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Einlass 220 aufgenommen wird, und das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das an dem zweiten Einlass 280 aufgenommen wird, können innerhalb des dritten Wärmetauschers 64 thermisch miteinander interagieren. Das zweite oder dritte Wärmetauschfluid, das an dem zweiten Einlass 280 aufgenommen wird, tritt aus dem dritten Wärmetauscher 64 durch den zweiten Auslass 284 davon aus. Von dem zweiten Auslass 284 des dritten Wärmetauschers 64 wird das zweite oder dritte Wärmetauschfluid zurück in Richtung des ersten Einlasses 272 der zweiten wärmeproduzierenden Komponente 148 geleitet.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 9 und 11 tritt das erste Wärmetauschfluid aus dem dritten Wärmetauscher 64 durch den ersten Auslass 224 des dritten Wärmetauschers 64 aus und wird durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 zu dem zweiten Rückschlagventil 84 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid strömt durch das zweite Rückschlagventil 84 und wird zu dem Akkumulator 152 geleitet. Nach dem Austreten aus dem zweiten Rückschlagventil 84 wird der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids wieder mit dem ersten Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids zusammengeführt oder kombiniert, bevor er den Akkumulator 152 erreicht. Der Akkumulator 152 nimmt das erste Wärmetauschfluid auf und arbeitet wie vorstehend beschrieben, wodurch die Durchquerung des Kältemittelkreislaufs 24 abgeschlossen wird.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 12 ist die Strömung des ersten Wärmetauschfluids von dem Verdichter 28 zu dem Auslass 100 des ersten Wärmetauschers 56 bereits beschrieben worden. In diesem Betriebsmodus befinden sich das erste Absperrventil 96, das zweite Absperrventil 104, das vierte Absperrventil 112 und das dritte Absperrventil 108 jeweils in der geschlossenen Position. Das fünfte Absperrventil 116 befindet sich in der offenen Position. Dementsprechend wird das erste Wärmetauschfluid von dem Auslass 100 des ersten Wärmetauschers 56 in Richtung des fünften Absperrventils 116 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid wird von dem fünften Absperrventil 116 in Richtung des ersten Expansionsventils 68 geleitet. Nach dem Verlaufen durch das erste Expansionsventil 68 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem ersten Dampfgenerator 44 geleitet. Das erste Expansionsventil 68 und der erste Dampfgenerator 44 arbeiten jeweils wie bereits beschrieben. Das erste Wärmetauschfluid, das aus dem ersten Dampfgenerator 44 durch den zweiten Auslass 252 austritt, wird zu dem ersten Anschluss 260 des zweiten Dreiwegeventils 256 geleitet. Das zweite Dreiwegeventil 256 ist so positioniert, dass das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 260 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem zweiten Dreiwegeventil 256 durch einen dritten Anschluss 384 davon austritt. Von dem dritten Anschluss 384 des zweiten Dreiwegeventils 256 wird das erste Wärmetauschfluid zu einem ersten Anschluss 388 des dritten Dreiwegeventils 270 geleitet. Das dritte Dreiwegeventil 270 ist so positioniert, dass das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 388 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem dritten Dreiwegeventil 270 durch einen dritten Anschluss 396 davon austritt. Von dem dritten Anschluss 396 des dritten Dreiwegeventils 270 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem Akkumulator 152 geleitet. Der Akkumulator 152 arbeitet wie bereits beschrieben. In verschiedenen Beispielen kann dieser Betriebsmodus eingesetzt werden, wenn sich an einer Aul enseite des ersten Wärmetauschers 56 Eis gebildet hat. Die Eisbildung an der Aul enseite des ersten Wärmetauschers 56 kann eine Effizienz des thermischen Tauschs zwischen dem ersten Wärmetauschfluid und dem Fluid, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet, verringern.
  • Unter Bezugnahme auf die 13 und 14 wirkt in jedem dieser Betriebsmodi der Verdichter 28 auf das erste Wärmetauschfluid ein, um das erste Wärmetauschfluid von dem Auslass 40 in Richtung des ersten Dreiwegeventils 164 zu treiben. Insbesondere treibt der Verdichter 28 das erste Wärmetauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 172 des ersten Dreiwegeventils 164. Das erste Dreiwegeventil 164 ist positioniert, um das erste Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 172 aufgenommen wird, so zu leiten, dass es aus dem ersten Dreiwegeventil 164 durch den zweiten Anschluss 176 und den dritten Anschluss 178 austritt. Dementsprechend wird in diesen Betriebsmodi das erste Wärmetauschfluid an dem ersten Dreiwegeventil 164 in den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt geteilt. Der erste Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids tritt aus dem ersten Dreiwegeventil 164 durch den zweiten Anschluss 176 davon aus. Nach dem Austreten aus dem zweiten Anschluss 176 des ersten Dreiwegeventils 164 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung des Einlasses 168 des ersten Wärmetauschers 56 geleitet. Wenn das erste Wärmetauschfluid durch den ersten Wärmetauscher 56 strömt, kann das erste Wärmetauschfluid thermisch mit einem Wärmetauschfluid interagieren, das sich aul erhalb des Kältemittelkreislaufs 24 und des Kühlmittelkreislaufs 120 befindet (z. B. Umgebungsluft), sodass Wärme aus dem ersten Wärmetauschfluid entfernt werden kann. Das erste Wärmetauschfluid tritt an dem Auslass 100 des ersten Wärmetauschers 56 aus dem ersten Wärmetauscher 56 aus.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 13 und 14 tritt der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids aus dem ersten Dreiwegeventil 164 durch den dritten Anschluss 178 aus. Nach dem Austreten aus dem dritten Anschluss 178 des ersten Dreiwegeventils 164 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung des Einlasses 232 des ersten Bereichs 88 des vierten Wärmetauschers 92 geleitet. Innerhalb des vierten Wärmetauschers 92 interagiert das erste Wärmetauschfluid thermisch mit dem zweiten Wärmetauschfluid, das durch den Kühlmittelkreislauf 120 strömt, durch den zweiten Bereich 128 des vierten Wärmetauschers 92. Das erste Wärmetauschfluid tritt aus dem ersten Bereich 88 des vierten Wärmetauschers 92 durch den Auslass 236 davon aus. Von dem Auslass 236 des ersten Bereichs 88 des vierten Wärmetauschers 92 wird das erste Wärmetauschfluid in Richtung des ersten Kopplungspunkts 240 geleitet.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 13 und 14 ist die Pumpe 124 in diesen Betriebsmodi angeschaltet, sodass das zweite Wärmetauschfluid durch die Komponenten des Kühlmittelkreislaufs 120 zirkuliert wird. Das zweite Wärmetauschfluid wird von der Pumpe 124 in Richtung des vierten Wärmetauschers 92 getrieben. Dementsprechend interagiert das zweite Wärmetauschfluid durch den vierten Wärmetauscher 92 thermisch mit dem ersten Wärmetauschfluid. Insbesondere wird das zweite Wärmetauschfluid durch den zweiten Bereich 128 des vierten Wärmetauschers 92 zirkuliert, während das erste Wärmetauschfluid durch den ersten Bereich 88 des vierten Wärmetauschers 92 zirkuliert wird. In verschiedenen Beispielen kann das zweite Wärmetauschfluid an dem vierten Wärmetauscher 92 Wärme aus dem ersten Wärmetauschfluid extrahieren. Von dem vierten Wärmetauscher 92 wird das zweite Wärmetauschfluid durch das Kühlmittelnetz aus Leitungen 140 zu dem Einlass 288 des Behälters 132 geleitet. Der Behälter 132 kann das zweite Wärmetauschfluid ansammeln. Der Auslass 292 des Behälters 132 ist durch das Kühlmittelnetz aus Leitungen 140 mit dem Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 verrohrt. Das vierte Dreiwegeventil 304, das fünfte Dreiwegeventil 308 und das sechste Dreiwegeventil 312 sind zwischen dem Auslass 292 des Behälters 132 und dem Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 positioniert. Unter noch weiterer Bezugnahme auf die 13 und 14 wird das zweite Wärmetauschfluid von dem Auslass 292 des Behälters 132 zu dem ersten Anschluss 320 des vierten Dreiwegeventils 304 geleitet. Das vierte Dreiwegeventil 304 ist in jedem dieser Betriebsmodi so positioniert, dass das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 320 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem vierten Dreiwegeventil 304 durch den dritten Anschluss 340 davon austritt. Von dem dritten Anschluss 340 des vierten Dreiwegeventils 304 wird das zweite Wärmetauschfluid in Richtung des Einlasses 336 der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 geleitet. Die erste wärmeproduzierende Komponente 144 kann ein Verbrennungsmotor, Elektronik, eine Batterie, ein Batteriepack, ein oder mehrere Heizelemente, Bremsen oder dergleichen sein. Nach der Interaktion mit der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 tritt das zweite Wärmetauschfluid aus der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 durch den Auslass 344 davon aus. Infolge der Interaktion mit der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 kann das zweite Wärmetauschfluid, das durch den Auslass 344 austritt, einen gröl eren Druck und/oder eine gröl ere Temperatur aufweisen als das zweite Wärmetauschfluid, das über den Einlass 336 eingetreten ist. Von dem Auslass 344 der ersten wärmeproduzierenden Komponente 144 wird das zweite Wärmetauschfluid zu dem dritten Anschluss 348 des fünften Dreiwegeventils 308 geleitet. Auf Grundlage einer Positionierung des fünften Dreiwegeventils 308 wird das zweite Wärmetauschfluid, das an dem dritten Anschluss 348 aufgenommen wird, so geleitet, dass es aus dem fünften Dreiwegeventil 308 durch den zweiten Anschluss 332 davon austritt. Das zweite Wärmetauschfluid wird von dem zweiten Anschluss 332 des fünften Dreiwegeventils 308 zu dem ersten Anschluss 352 des sechsten Dreiwegeventils 312 geleitet. Das sechste Dreiwegeventil 312 ist in diesen Betriebsmodi so positioniert, dass das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 352 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem sechsten Dreiwegeventil 312 durch den zweiten Anschluss 356 davon austritt.
  • Unter wieder erneuter Bezugnahme auf die 13 und 14 wird das zweite Wärmetauschfluid, das aus dem sechsten Dreiwegeventil 312 durch den zweiten Anschluss 356 davon austritt, zu dem Einlass 296 des fünften Wärmetauschers 136 geleitet. In dem fünften Wärmetauscher 136 kann die durch das zweite Wärmetauschfluid getragene Wärme auf die vorstehend dargelegte Weise eingesetzt werden (z. B. zum Heizen einer Kabine eines Fahrzeugs). Das zweite Wärmetauschfluid tritt aus dem fünften Wärmetauscher 136 durch den Auslass 300 aus. Von dem Auslass 300 wird das zweite Wärmetauschfluid in Richtung des ersten Anschlusses 360 des siebten Dreiwegeventils 316 geleitet. Das siebte Dreiwegeventil 316 ist in jedem dieser Betriebsmodi so positioniert, dass das zweite Wärmetauschfluid, das an dem ersten Anschluss 360 aufgenommen wird, so geleitet wird, dass es aus dem siebten Dreiwegeventil 316 durch den zweiten Anschluss 364 davon austritt. Von dem zweiten Anschluss 364 des siebten Dreiwegeventils 316 wird das zweite Wärmetauschfluid zu der Pumpe 124 geleitet, wodurch die Durchquerung des Kühlmittelkreislaufs 120 in diesen Betriebsmodi abgeschlossen wird. In jedem dieser Betriebsmodi kann der erste Wärmetauscher 56 enteist werden und kann der fünfte Wärmetauscher 136 der Luft, die durch die Verrohrung 200 strömt, Wärme bereitstellen. Die innerhalb der Verrohrung 200 erwärmte Luft kann eingesetzt werden, um eine Kabine eines Fahrzeugs zu heizen.
  • Unter spezifischer Bezugnahme auf 13 befinden sich das erste Absperrventil 96 und das vierte Absperrventil 112 jeweils in der geschlossenen Position. Das zweite Absperrventil 104, das dritte Absperrventil 108 und das fünfte Absperrventil 116 befinden sich jeweils in der offenen Position. Dementsprechend wird der erste Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids nach dem Austreten aus dem ersten Wärmetauscher 56 durch den Auslass 100 in Richtung des fünften Absperrventils 116 geleitet. Der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids verläuft durch den ersten Kopplungspunkt 240 und wird zu dem zweiten Absperrventil 104 geleitet. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids werden stromabwärts des zweiten Absperrventils 104 und stromabwärts des fünften Absperrventils 116 wieder kombiniert oder zusammengeführt. Nach dem Wiederkombinieren oder - zusammenführen wird das erste Wärmetauschfluid zu dem dritten Absperrventil 108 geleitet. Unter konkreter Bezugnahme auf 14 befinden sich das erste Absperrventil 96, das zweite Absperrventil 104 und das dritte Absperrventil 108 jeweils in der offenen Position. Das vierte Absperrventil 112 und das fünfte Absperrventil 116 befinden sich jeweils in der geschlossenen Position. Dementsprechend wird der erste Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids nach dem Austreten aus dem ersten Wärmetauscher 56 durch den Auslass 100 in Richtung des ersten Absperrventils 96 geleitet. Nach dem Strömen durch das erste Absperrventil 96 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem ersten Kopplungspunkt 240 geleitet. An dem ersten Kopplungspunkt 240 werden der erste und der zweite Abschnitt des ersten Wärmetauschfluids wieder zusammengeführt oder kombiniert. Von dem ersten Kopplungspunkt 240 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem zweiten Absperrventil 104 geleitet. Nach dem Strömen durch das zweite Absperrventil 104 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem dritten Absperrventil 108 geleitet.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 13 und 14 werden das erste Expansionsventil 68 und das zweite Expansionsventil 72 in diesen Betriebsmodi jeweils als Absperrventile betrieben, sodass das erste Wärmetauschfluid weder durch das erste Expansionsventil 68 noch durch das zweite Expansionsventil 72 strömt. Dementsprechend wird das erste Wärmetauschfluid von dem dritten Absperrventil 108 in Richtung des dritten Expansionsventils 76 an dem Verzweigungspunkt 180 geleitet. Der Druck und die Temperatur des ersten Wärmetauschfluids verringern sich infolge der Interaktion mit dem dritten Expansionsventil 76. Von dem dritten Expansionsventil 76 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem dritten Dampfgenerator 52 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid wird an dem Einlass 208 des dritten Dampfgenerators 52 aufgenommen. Der dritte Dampfgenerator 52 arbeitet wie bereits beschrieben. Von dem zweiten Auslass 216 des dritten Dampfgenerators 52 wird das erste Wärmetauschfluid zu dem ersten Einlass 220 des dritten Wärmetauschers 64 geleitet. Der dritte Wärmetauscher 64 arbeitet wie vorstehend beschrieben. Von dem ersten Auslass 224 des dritten Wärmetauschers 64 wird das erste Wärmetauschfluid durch das Kältemittelnetz aus Leitungen 118 zu dem zweiten Rückschlagventil 84 geleitet. Das erste Wärmetauschfluid strömt durch das zweite Rückschlagventil 84 und wird zu dem Akkumulator 152 geleitet. Der Akkumulator 152 arbeitet wie bereits beschrieben. Das erste Rückschlagventil 80 verhindert eine Rückströmung in Richtung des zweiten Wärmetauschers 60. Dementsprechend wird verhindert, dass der zweite Wärmetauscher 60 zu einem Speichergefäl für das erste Wärmetauschfluid wird, wenn der zweite Wärmetauscher 60 in einem gegebenen Betriebsmodus nicht eingesetzt wird.
  • Die vorliegende Offenbarung hat eine Vielfalt von Betriebsmodi und verschiedene Beispiele für die Wärmepumpe 20 erörtert. Wenngleich spezifische Beispiele für die Wärmepumpe 20 und spezifische Beispiele für die Betriebsmodi solcher Wärmepumpen 20 detailliert erörtert wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die in dieser Schrift erörterten Anordnungen der Wärmepumpe 20 eingeschränkt. Gleichermal en ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die in dieser Schrift erörterten Betriebsmodi eingeschränkt. Vielmehr stellt die vorliegende Offenbarung eine beispielhafte Erörterung des Betriebs der verschiedenen Komponenten der Wärmepumpen 20 bereit, die über zusätzliche Betriebsmodi und/oder Anordnungen Kenntnis geben können, die in dieser Schrift nicht ausdrücklich dargelegt sind.
  • 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 Umfangs der Offenbarung gedacht sind, der durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist, die gemäl den Grundsätzen des Patentrechts, beinhaltend die Äquivalenzlehre, auszulegen sind.
  • Ein Durchschnittsfachmann versteht, dass die Konstruktion der beschriebenen Konzepte und anderer Komponenten nicht auf ein konkretes Material eingeschränkt 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 das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. Ein solches Verbinden kann dem Wesen nach stationär oder beweglich sein.Ein solches 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.Ein solches Verbinden kann dem Wesen nach permanent sein oder dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein, sofern nicht ist etwas anderes angegeben ist.
  • Es ist ebenfalls wichtig anzumerken, 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 gebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder können Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, einstückig gebildet sein, kann die Bedienung der Schnittstellen umgekehrt oder anderweitig variiert werden, kann die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder eines Verbindungsglieds oder anderer Elemente des Systems variiert werden und kann die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellungspositionen variiert werden.Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus einer breiten Vielfalt von Materialien konstruiert sein können, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in einer breiten Vielfalt von Farben, Texturen und Kombinationen.Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle solchen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen beinhaltet 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.
  • Gemäl der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmepumpe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: einen Kältemittelkreislauf, umfassend: einen Verdichter, der einen Niederdruckeinlass, einen Mitteldruckeinlass und einen Auslass aufweist; einen ersten Dampfgenerator; einen zweiten Dampfgenerator; und einen dritten Dampfgenerator, wobei der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator jeweils stromabwärts des Auslasses des Verdichters positioniert sind und wobei der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator jeweils stromaufwärts des Mitteldruckeinlasses des Verdichters positioniert sind.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: einen ersten Wärmetauscher, der stromabwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist; einen zweiten Wärmetauscher, der stromabwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist; und einen dritten Wärmetauscher, der stromabwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist. Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist; ein zweites Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist; und ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Wärmetauschers positioniert ist; und ein zweites Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: einen ersten Bereich eines vierten Wärmetauschers.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts eines Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist; ein zweites Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Absperrventils positioniert ist; und ein drittes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Absperrventils positioniert ist.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein viertes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist; und ein fünftes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist.
  • Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: einen Kühlmittelkreislauf, umfassend: eine Pumpe; einen zweiten Bereich des vierten Wärmetauschers; einen Behälter; einen fünften Wärmetauscher; und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt.
  • Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: eine erste wärmeproduzierende Komponente, die stromabwärts des Behälters und stromaufwärts des fünften Wärmetauschers positioniert ist.
  • Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: eine zweite wärmeproduzierende Komponente, die parallel zu dem fünften Wärmetauscher verrohrt ist. Gemäl einer Ausführungsform steht die zweite wärmeproduzierende Komponente in direkter Fluidkommunikation mit dem dritten Wärmetauscher.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: einen Akkumulator, der einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei der Auslass des Akkumulators unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeinlasses des Verdichters ist. Gemäl der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmepumpe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: einen Kältemittelkreislauf, umfassend: einen Verdichter, der einen Niederdruckeinlass, einen Mitteldruckeinlass und einen Auslass aufweist; einen ersten Dampfgenerator; einen ersten Wärmetauscher, der stromabwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist; einen zweiten Dampfgenerator; einen zweiten Wärmetauscher, der stromabwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist; einen dritten Dampfgenerator; und einen dritten Wärmetauscher, der stromabwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist, wobei der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator jeweils stromabwärts des Auslasses des Verdichters positioniert sind und wobei der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator jeweils stromaufwärts des Mitteldruckeinlasses des Verdichters positioniert sind.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist; ein zweites Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist; und ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Wärmetauschers positioniert ist; und ein zweites Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: einen ersten Bereich eines vierten Wärmetauschers.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: ein erstes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts eines Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist; ein zweites Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Absperrventils positioniert ist; ein drittes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Absperrventils positioniert ist; ein viertes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist; und ein fünftes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist.
  • Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: einen Kühlmittelkreislauf, umfassend: eine Pumpe; einen zweiten Bereich des vierten Wärmetauschers; einen Behälter; einen fünften Wärmetauscher; und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt.
  • Gemäl einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: eine erste wärmeproduzierende Komponente, die stromabwärts des Behälters und stromaufwärts des fünften Wärmetauschers positioniert ist; und eine zweite wärmeproduzierende Komponente, die parallel zu dem fünften Wärmetauscher verrohrt ist, wobei die zweite wärmeproduzierende Komponente in direkter Fluidkommunikation mit dem dritten Wärmetauscher steht.
  • Gemäl einer Ausführungsform umfasst der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes: einen Akkumulator, der einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei der Auslass des Akkumulators unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeinlasses des Verdichters ist.

Claims (13)

  1. Wärmepumpe, umfassend: einen Kältemittelkreislauf, umfassend: einen Verdichter, der einen Niederdruckeinlass, einen Mitteldruckeinlass und einen Auslass aufweist; einen ersten Dampfgenerator; einen zweiten Dampfgenerator; und einen dritten Dampfgenerator, wobei der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator jeweils stromabwärts des Auslasses des Verdichters positioniert sind und wobei der erste Dampfgenerator, der zweite Dampfgenerator und der dritte Dampfgenerator jeweils stromaufwärts des Mitteldruckeinlasses des Verdichters positioniert sind.
  2. Wärmepumpe nach Anspruch 1, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: einen ersten Wärmetauscher, der stromabwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist; einen zweiten Wärmetauscher, der stromabwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist; und einen dritten Wärmetauscher, der stromabwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist.
  3. Wärmepumpe nach Anspruch 2, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein erstes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des ersten Dampfgenerators positioniert ist; ein zweites Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des zweiten Dampfgenerators positioniert ist; und ein drittes Expansionsventil, das unmittelbar stromaufwärts des dritten Dampfgenerators positioniert ist.
  4. Wärmepumpe nach Anspruch 2, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein erstes Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Wärmetauschers positioniert ist; und ein zweites Rückschlagventil, das unmittelbar stromabwärts des dritten Wärmetauschers positioniert ist.
  5. Wärmepumpe nach Anspruch 2, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: einen ersten Bereich eines vierten Wärmetauschers.
  6. Wärmepumpe nach Anspruch 2, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein erstes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts eines Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist; ein zweites Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des ersten Absperrventils positioniert ist; und ein drittes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des zweiten Absperrventils positioniert ist.
  7. Wärmepumpe nach Anspruch 6, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: ein viertes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist; und ein fünftes Absperrventil, das unmittelbar stromabwärts des Auslasses des ersten Wärmetauschers positioniert ist.
  8. Wärmepumpe nach Anspruch 2, ferner umfassend: einen Kühlmittelkreislauf, umfassend: eine Pumpe; einen zweiten Bereich des vierten Wärmetauschers; einen Behälter; einen fünften Wärmetauscher; und ein Kühlmittelnetz aus Leitungen, das Komponenten des Kühlmittelkreislaufs fluidisch koppelt.
  9. Wärmepumpe nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine erste wärmeproduzierende Komponente, die stromabwärts des Behälters und stromaufwärts des fünften Wärmetauschers positioniert ist.
  10. Wärmepumpe nach Anspruch 9, ferner umfassend: eine zweite wärmeproduzierende Komponente, die parallel zu dem fünften Wärmetauscher verrohrt ist.
  11. Wärmepumpe nach Anspruch 10, wobei die zweite wärmeproduzierende Komponente in direkter Fluidkommunikation mit dem dritten Wärmetauscher steht.
  12. Wärmepumpe nach Anspruch 1, wobei der Kältemittelkreislauf ferner Folgendes umfasst: einen Akkumulator, der einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei der Auslass des Akkumulators unmittelbar stromaufwärts des Niederdruckeinlasses des Verdichters ist.
  13. Fahrzeug, das die Wärmepumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche umfasst.
DE102022133363.9A 2021-12-20 2022-12-14 Wärmepumpe mit mehreren dampfgeneratoren Pending DE102022133363A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/556,234 2021-12-20
US17/556,234 US12000639B2 (en) 2021-12-20 Heat pump with multiple vapor generators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022133363A1 true DE102022133363A1 (de) 2023-06-22

Family

ID=86606687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022133363.9A Pending DE102022133363A1 (de) 2021-12-20 2022-12-14 Wärmepumpe mit mehreren dampfgeneratoren

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116294263A (de)
DE (1) DE102022133363A1 (de)

Also Published As

Publication number Publication date
CN116294263A (zh) 2023-06-23
US20230194129A1 (en) 2023-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017121188B3 (de) Fahrzeug-Thermomanagementsystem und Fahrzeug
DE102022125730A1 (de) Wärmepumpe für ein fahrzeug
DE102022132843A1 (de) Wärmepumpe für ein fahrzeug
DE102023109641A1 (de) Wärmepumpe mit dampfeinspritzung
DE102014112343A1 (de) Fahrzeugklimaanlagensystem mit einem schaltenden Wärmetauscher
DE102022128044A1 (de) Wärmepumpe für ein fahrzeug
WO2006010487A1 (de) Kühlsystem, insbesondere für ein kraftfahrzeug, und verfahren zum kühlen einer wärmequelle
DE102023111135A1 (de) Dampfeinspritzwärmepumpe
DE102022128411A1 (de) Wärmepumpe für ein fahrzeug
DE102022125729A1 (de) Wärmepumpe für ein fahrzeug
DE102009059982A1 (de) Verfahren zum Temperieren einer Stromquelle eines Fahrzeugs
DE1251493B (de)
DE102017218424A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs sowie Fahrzeugkälteanlage
DE102022115608A1 (de) Wärmepumpen-kältemittelkreislauf-anordnungen
DE102019111127A1 (de) Kühl- und Heizsystem für Fahrzeug
DE102022115609A1 (de) Wärmepumpen-kältemittelkreislauf-anordnungen
DE102020206727A1 (de) Thermomanagementsystem für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, und Verfahren für ein Thermomanagement für eine Batterie eines Kraftfahrzeug
DE102011008552A1 (de) Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage
DE102018201945A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs sowie Fahrzeugkälteanlage
DE102011076507A1 (de) Wärmepumpenkreislauf für Fahrzeuge
DE102015222267A1 (de) Klimaanlage
DE102016201835A1 (de) Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102020130958A1 (de) Dampfeinspritzwärmepumpensystem und -steuerungen
DE10128877A1 (de) Fahrzeug-Kühlkreislauf für die Kühlung einer temperaturerhöhenden Einrichtung mittels eines Kühlmittels
EP1462281A2 (de) Klimaanlage mit mehreren Verdampfern für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: ETL IP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE

Representative=s name: ETL IP PATENT- UND RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT M, DE