KR102020930B1 - Refrigerant circuit, particularly for vehicles comprising electric or hybrid power train and method for operating the refrigerant circuit - Google Patents

Refrigerant circuit, particularly for vehicles comprising electric or hybrid power train and method for operating the refrigerant circuit Download PDF

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Abstract

냉매 회로, 특히 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로 및 상기 냉매 회로의 작동 방법
본 발명은 냉매 회로, 특히 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로에 관한 것으로, 냉매 흐름 방향으로 응축기(3), 팽창 밸브(5), 중압 실린더로서의 분리기(6), 팽창 밸브(7)가 직렬 접속되게 배치되고, 그 후, 배터리 냉각기(11) 및 공기 냉각기(12)가 병렬 접속되게 배치됨으로써 메인 압축기(1) 및 2차 압축기(2)가 와이어링으로 배치되고, 상기 메인 압축기(1)의 고압 측은 상기 2차 압축기(2)의 흡입 측과 연결됨으로써 상기 메인 압축기(1)의 고압 케이블 내의 차단 밸브(18) 및 멀티웨이 밸브(16)에 의해 상기 메인 압축기(1) 및 상기 2차 압축기(2)가 직렬 또는 병렬 접속될 수 있고, 상기 분리기(6)는 기체 측 상에서 상기 2차 압축기(2)의 흡입 측과 연결된다.
본 발명은 냉매 회로의 작동 방법에 관한 것이기도 한다.
Refrigerant circuits, in particular vehicles for electric or hybrid powertrains including hybrid powertrains and methods of operating said refrigerant circuits
The present invention relates to a refrigerant circuit, in particular a refrigerant circuit for vehicles comprising an electric or hybrid powertrain, in which the condenser (3), the expansion valve (5), the separator (6) as a medium pressure cylinder, the expansion valve (7) in the refrigerant flow direction. ) Are arranged to be connected in series, and then, the battery cooler 11 and the air cooler 12 are arranged to be connected in parallel so that the main compressor 1 and the secondary compressor 2 are arranged in wiring, and the main compressor The high pressure side of (1) is connected to the suction side of the secondary compressor (2) by the shut-off valve 18 and the multi-way valve 16 in the high pressure cable of the main compressor (1) and the main compressor (1) and The secondary compressors 2 can be connected in series or in parallel, and the separator 6 is connected on the gas side with the suction side of the secondary compressor 2.
The present invention also relates to a method of operating a refrigerant circuit.

Description

냉매 회로, 특히 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로 및 상기 냉매 회로의 작동 방법 {REFRIGERANT CIRCUIT, PARTICULARLY FOR VEHICLES COMPRISING ELECTRIC OR HYBRID POWER TRAIN AND METHOD FOR OPERATING THE REFRIGERANT CIRCUIT}REFRIGERANT CIRCUIT, PARTICULARLY FOR VEHICLES COMPRISING ELECTRIC OR HYBRID POWER TRAIN AND METHOD FOR OPERATING THE REFRIGERANT CIRCUIT}

본 발명은 일반 냉동 회로에 비해 특히 높은 냉동 용량을 가진 차량용 냉매 회로에 관한 것이다. 냉매 회로는 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용으로 사용될 수 있다. 본 발명의 전제부에 따른 냉매 회로들에서의 특별한 점은 전기 또는 하이브리드 차량들에 있어서 배터리 또는 축전지 및 컴포넌트들의 냉각 및 추가로 공기 조화를 위한 차량 실내의 냉각이 주행 작동 및 배터리들의 충전 작동에서 최적의 조건들에 도달하기 위해 필요하다는 것이다. 특히, 배터리의 신속한 충전에 대한 필요는 차량의 냉동 시스템에 대한 특별한 요구 조건을 야기하며, 그 이유는 배터리들의 최적의 충전은 충전 과정 동안 배터리들의 냉각에 의존하기 때문이다.The present invention relates to a vehicle refrigerant circuit with a particularly high refrigeration capacity compared to a general refrigeration circuit. Refrigerant circuits can be used for vehicles including electric or hybrid powertrains. What is special about the refrigerant circuits according to the preamble of the present invention is that in electric or hybrid vehicles the cooling of the battery or accumulator and components and the cooling of the vehicle interior for further air conditioning are optimal in driving operation and charging operation of the batteries. Is necessary to reach the conditions of In particular, the need for rapid charging of the battery raises special requirements for the refrigeration system of the vehicle, since the optimal charging of the batteries depends on the cooling of the batteries during the charging process.

전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로들은 종래 기술에서 다양한 설계로 공지된다. 종래 기술에서 예컨대 US 2009/0317697 A1에는 배터리 냉각기에 의해 배터리 냉각을 제공하기에 적합한, 바이패스를 포함한 차량용 냉동 시스템이 공지된다. 또한, DE 103 13 850 A1에는 조합된 냉동 시스템 작동 및 가열 펌프 작동을 위한 2-단 압축을 갖는 냉매 회로가 제시된다. 상기 냉매 회로의 경우 2-단 압축을 구현하는 직렬 접속된 2 개의 압축기들이 제공되고, 회로는 전체 시스템의 가열 펌프 작동도 구현할 수 있는 것에도 최적이다.Refrigerant circuits for vehicles, including electric or hybrid powertrains, are known in the art in various designs. In the prior art, for example, US 2009/0317697 A1 is known for a vehicle refrigeration system with a bypass, which is suitable for providing battery cooling by means of a battery cooler. DE 103 13 850 A1 also shows a refrigerant circuit with two-stage compression for combined refrigeration system operation and heat pump operation. The refrigerant circuit is provided with two compressors connected in series to implement two-stage compression, and the circuit is also optimal for being able to implement the heat pump operation of the entire system.

본 발명의 과제는 차량 객실의 공기 조화를 위한 냉기 생성의 과제와 더불어 주행 작동 및 배터리들의 충전 작동에서 배터리 및 전자 컴포넌트들에 냉기를 최적으로 제공하기에도 적합한 특히 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로를 제공하는 것이다. 본 발명의 목표는 주행 작동, 충전 작동 및 열 펌프 작동과 같은 가능한 많은 작동 상태들을 회로 내에 제공되는 컴포넌트들의 접속에 의해 달성하는 것이다.The subject of the invention is a vehicle comprising an electric or hybrid powertrain, which is also suitable for optimally providing cold air to batteries and electronic components in driving operation and charging operation of batteries together with the task of generating cold air for air conditioning of the vehicle cabin. It is to provide a refrigerant circuit. The aim of the present invention is to achieve as many operational states as possible, such as driving operation, charging operation and heat pump operation by the connection of the components provided in the circuit.

상기 과제는 독립 청구항들에 따른 특징들을 가진 냉매 회로 및 방법에 의해 해결된다. 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.The problem is solved by a refrigerant circuit and method having the features according to the independent claims. Embodiments are presented in the dependent claims.

본 발명의 과제는 특히 전기 또는 하이브리드 파워 트레인들을 포함한 차량들용으로 최적화된 냉매 회로에 의해 해결된다. 냉매 회로는 냉매 흐름 방향으로하기 컴포넌트들의 배치를 특징으로 한다. 냉매는 우선 응축기, 그 후 팽창 밸브, 그 다음, 2-단 작동에서 중압 실린더라고 하고 1-단 작동에서 콜렉터, 냉매 분리기 또는 리시버라고도 하는 분리기, 그리고 추가 팽창 밸브를 통과한다. 상기 컴포넌트들은 직렬 접속되게 배치된다. 그 후, 냉매는 증발기로서 작동하는 열 교환기들, 즉 병렬 배치된 배터리 냉각기 및 공기 냉각기를 통과한다. 냉매는 배터리 냉각기 및 공기 냉각기의 통과 후 냉매 증기로서 메인 압축기에 의해 흡입된다. 메인 압축기에 추가로 2차 압축기가 냉매 회로 내에 제공된다. 메인 압축기 및 2차 압축기는 서로 평행하게 회로 내로 통합되고, 메인 압축기 뒤에 2차 압축기의 흡입 측으로의 차단 가능한 연결부가 배치됨으로써, 메인 압축기 및 2차 압축기는 병렬 및 직렬로 접속될 수 있다. 또한, 차단 밸브가 메인 압축기의 고압 케이블 내에, 그리고 멀티웨이 밸브가 메인 압축기 케이블과 2차 압축기 케이블의 연결부 내에 제공된다. 분리기는 일반적으로 액체-기체-냉매 혼합물용 입구, 그리고 기체용 출구 및 액체용 출구를 포함한다. 기체용 분리기의 출구는 기체 측이라고도 하고 이는 2차 압축기의 흡입측과 연결된다.The problem of the present invention is solved by a refrigerant circuit optimized especially for vehicles including electric or hybrid power trains. The refrigerant circuit is characterized by the arrangement of the following components in the refrigerant flow direction. The refrigerant first passes through a condenser, followed by an expansion valve, followed by a separator, also referred to as a medium pressure cylinder in two-stage operation, and a collector, refrigerant separator or receiver in one-stage operation, and an additional expansion valve. The components are arranged in series connection. The refrigerant then passes through heat exchangers that act as evaporators, ie battery coolers and air coolers arranged in parallel. The refrigerant is sucked by the main compressor as refrigerant vapor after passage of the battery cooler and the air cooler. In addition to the main compressor, a secondary compressor is provided in the refrigerant circuit. The main compressor and the secondary compressor are integrated into the circuit in parallel to each other, and the main compressor and the secondary compressor can be connected in parallel and in series by arranging behind the main compressor a disconnectable connection to the suction side of the secondary compressor. A shutoff valve is also provided in the high pressure cable of the main compressor and a multiway valve in the connection of the main compressor cable and the secondary compressor cable. Separators generally comprise an inlet for a liquid-gas-refrigerant mixture, and an outlet for gas and an outlet for liquid. The outlet of the gas separator is also called the gas side and is connected to the suction side of the secondary compressor.

특히 바람직하게는, 제시된 컴포넌트들 그리고 메인 압축기 및 2차 압축기의 병렬 및 직렬 접속의 전술한 가능성을 가진 냉매 회로는 전기 또는 하이브리드 차량용 다양한 작동 상태들을 구현하기에 적합하며, 그 이유는 제시된 냉매 회로에 의해 여러 작동 상태들이 구현될 수 있기 때문이다. Particularly preferably, the refrigerant circuits with the above-mentioned possibilities of parallel and series connection of the presented components and the main compressor and the secondary compressor are suitable for implementing various operating states for electric or hybrid vehicles, since the This is because several operating states can be implemented.

바람직하게는 차단 밸브가 2차 압축기의 흡입 측과 분리기의 기체 측의 연결부 내에 배치된다.Preferably a shut-off valve is arranged in the connection of the suction side of the secondary compressor and the gas side of the separator.

바람직하게는 배터리 냉각기 및 공기 냉각기에 각각 팽창 밸브가 별도로 할당된다. 각각의 열 교환기는 별도로 그리고 전체 시스템과 조절 기술적으로 조정되면서 그리고 열 교환기의 특정 압력 손실의 고려하에서 제어될 수 있다.Preferably, expansion valves are separately assigned to the battery cooler and the air cooler, respectively. Each heat exchanger can be controlled separately and regulated technically with the whole system and under consideration of the specific pressure loss of the heat exchanger.

바람직하게는 펌프, 열 펌프 열 교환기 및 냉각제-공기-냉각기를 포함한 추가 냉각제 회로(coolant circuit)가 형성되고, 할당 배치된 팽창 밸브를 가진 열 펌프 열 교환기는 냉매 회로 내의 배터리 냉각기 및 공기 냉각기에 대해 평행하게 배치된다. 냉각제로서는 바람직하게는 물 또는 물-글리콜-혼합물이 사용될 수 있음으로, 냉각제-공기-냉각기는 물-공기-냉각기이기도 하다. 냉각제-공기-냉각기는 그 사용 온도 범위의 관점에서 보면 저온 열 교환기 또는 고온 열 교환기이기도 하다.Preferably an additional coolant circuit is formed, including a pump, a heat pump heat exchanger and a coolant-air-cooler, and the heat pump heat exchanger having an allotted expansion valve is used for the battery cooler and air cooler in the refrigerant circuit. Arranged in parallel. As a coolant, preferably water or a water-glycol-mixture can be used, the coolant-air-cooler is also a water-air-cooler. The coolant-air-cooler is also a low temperature heat exchanger or a high temperature heat exchanger in view of its use temperature range.

본 발명의 특히 바람직한 설계에 따라 추가 응축기는 멀티웨이 밸브에 의해 냉각제 회로 및 냉매 회로 내에서 선택적으로 또는 점증적으로(cumulatively) 스위칭 가능하게 배치된다. 추가 응축기는 냉매 회로 내에 냉매 흐름 방향으로 응축기 뒤에 배치된다.According to a particularly preferred design of the invention the further condenser is arranged to be selectively or cumulatively switchable in the coolant circuit and the refrigerant circuit by means of a multiway valve. The further condenser is arranged behind the condenser in the refrigerant flow direction in the refrigerant circuit.

회로의 특히 바람직한 구조적 설계는 2차 압축기가 메인 압축기 내로 통합되게 형성되고 이로써 메인 압축기가 2-단 압축기로서 구현되면 달성된다. A particularly preferred structural design of the circuit is achieved if the secondary compressor is formed to be integrated into the main compressor and thereby the main compressor is implemented as a two-stage compressor.

본 발명의 과제는 또한 냉매 회로의 작동 방법에 의해 해결되고, 공기 조화 모드의 주행 작동에서 냉매는 먼저 메인 압축기 내에서 1-단으로 압축된 후 열 방출 하에서 응축기를 통과하고 그 후 팽창 밸브 내에서 중압으로 감압된다. 분리기 내에서 냉매의 기상이 메인 압축기에 의해 흡입되거나, 압력 수준에 따라 압축기의 흡입 라인 내로 스로틀링되거나, 또는 압력 수준에 상응하게 압축기에 제공되고, 냉매의 액상은 공기 냉각기 및 배터리 냉각기 내에서 평행하게 증발되고 그 후 메인 압축기에 의해 흡입된다. 상기 모드에서 냉매 회로는 1-단으로 작동되고 2차 압축기는 활성화되지 않는다. 이렇게 접속된 냉동 회로의 냉동 용량은 차량 공기 조화기들의 일반적 냉동 용량에 상응한다. 1-단 공정에서 선택적으로 분리기 앞에서 감압되지 않음으로써, 냉매의 스로틀링 없는 완전한 통과 횡단면을 가진, 앞에 접속된 팽창 밸브가 통합된다. The problem of the present invention is also solved by the method of operation of the refrigerant circuit, in the traveling operation of the air conditioning mode, the refrigerant is first compressed in one-stage in the main compressor and then passed through the condenser under heat release and then in the expansion valve. It is reduced to medium pressure. The gaseous phase of the refrigerant in the separator is sucked by the main compressor, throttled into the suction line of the compressor according to the pressure level, or provided to the compressor corresponding to the pressure level, the liquid phase of the refrigerant being parallel in the air cooler and the battery cooler. Is evaporated and then sucked by the main compressor. In this mode the refrigerant circuit is operated in one stage and the secondary compressor is not activated. The refrigeration capacity of the refrigeration circuit thus connected corresponds to the general refrigeration capacity of the vehicle air conditioners. By not selectively depressurizing in front of the separator in a one-stage process, an expansion valve connected in front, with a complete passage cross section without throttling of the refrigerant, is incorporated.

바람직하게는 냉매가 공기 냉각기 및 배터리 냉각기 앞에서 개별 열 교환기에 할당 배치된 팽창 밸브들에 의해 각각 별도로 감압된다.Preferably the refrigerant is each separately depressurized by expansion valves assigned to separate heat exchangers in front of the air cooler and the battery cooler.

또한 본 발명의 과제는 냉매 회로의 작동 방법에 의해 해결되고, 배터리의 충전 작동에서 냉매가 우선 직렬 접속된 메인 압축기 및 2차 압축기에 의해 그리고 이로써 2-단으로 압축된다. 그 후 냉매는 열 방출 하에서 응축기를 통과하고 이어서 팽창 밸브 내에서 중압으로 감압된다. 냉매의 기상은 본 회로에서 2차 압축기에 의해 흡입되고 냉매의 액상은 배터리 냉각기 내에서 증발되고 메인 압축기에 의해 흡입된다. 공기 냉각기는 유일한 충전 작동의 상기 작동 모드에서 활성화되지 않으므로 총 냉각 능력 및 냉동 용량을 충전 작동 및 특히 쾌속 충전 작동을 위해 이용할 수 있다. 물론 충전 냉각 용량의 감소 하에서 선택적으로 냉동 용량이 차량 실내의 공기 조화를 위해 이용될 수 있다. The problem of the invention is also solved by a method of operating the refrigerant circuit, in which the refrigerant is first compressed in two stages by the main compressor and the secondary compressor connected in series in the charging operation of the battery. The refrigerant then passes through the condenser under heat release and is then decompressed to medium pressure in the expansion valve. The gas phase of the refrigerant is sucked by the secondary compressor in this circuit and the liquid phase of the refrigerant is evaporated in the battery cooler and sucked by the main compressor. The air cooler is not activated in this operating mode of the only filling operation so that the total cooling capacity and the freezing capacity can be used for the filling operation and in particular the quick filling operation. Of course, under reduced cooling capacity, optional refrigeration capacity can be used for air conditioning in the vehicle interior.

특히 바람직하게는 냉매의 열 방출은 응축기에 추가해서 냉매 회로의 직렬로 뒤에 접속된 추가 응축기에 의해 지지된다.Particularly preferably the heat dissipation of the refrigerant is supported by an additional condenser connected in series in the refrigerant circuit in addition to the condenser.

본 발명의 과제는 냉매 회로의 작동 방법에 의해 해결되고, 1-단 열 펌프 작동에서 냉매는 메인 압축기 내에서 1-단으로 압축되고 그 후 차량 실내로의 열 방출 하에서 응축기를 통과하고 팽창 밸브 내에서 중압으로 감압된다. 냉매의 기상은 메인 압축기에 의해 흡입되고 냉매의 액상은 열 펌프 열 교환기 내에서 증발되고 메인 압축기에 의해 흡입됨으로써 회로가 폐쇄된다. 이러한 작동 모드는 특히 열 수요가 비교적 적은 경우 바람직하다.The problem of the present invention is solved by the method of operation of the refrigerant circuit, in the one-stage heat pump operation, the refrigerant is compressed in one-stage in the main compressor and then passes through the condenser under heat dissipation into the vehicle interior and in the expansion valve Reduced to medium pressure at. The gas phase of the refrigerant is sucked by the main compressor and the liquid phase of the refrigerant is evaporated in the heat pump heat exchanger and sucked by the main compressor to close the circuit. This mode of operation is particularly desirable when the heat demand is relatively low.

본 발명의 과제는 또한 냉매 회로의 작동 방법에 의해 해결되고, 2-단 열 펌프 작동에서 냉매는 메인 압축기 및 2차 압축기 내에서 그리고 이로써 2-단으로 압축된다. 그 후, 냉매는 차량 실내로 열 방출 하에서 응축기를 통과한다. 팽창 밸브 내에서 냉매는 중압으로 감압되고 냉매의 기상은 2차 압축기에 의해 흡입된다. 냉매의 액상은 열 펌프 열 교환기 내에서, 즉 공기 냉각기 및 배터리 냉각기 내에서 병렬로 증발되고 메인 압축기에 의해 흡입된다. 이러한 작동 방식으로 특히 높은 비율의 열이 열 펌프 기능에 의해 차량 실내에 제공된다.The problem of the present invention is also solved by a method of operating the refrigerant circuit, in which the refrigerant is compressed in the main compressor and the secondary compressor and thus in two stages in a two stage heat pump operation. The refrigerant then passes through the condenser under heat dissipation into the vehicle interior. In the expansion valve the refrigerant is reduced to medium pressure and the gas phase of the refrigerant is sucked by the secondary compressor. The liquid phase of the refrigerant is evaporated in parallel in the heat pump heat exchanger, ie in the air cooler and the battery cooler and sucked by the main compressor. In this way a particularly high proportion of heat is provided in the vehicle interior by means of a heat pump function.

특히 바랍직하게는 전술된 변형에 따른 열 펌프 시스템이 열 펌프 열 교환기 내 냉매의 열 흡수가 냉각제 회로로부터 추가로 이루어지도록 형성되고, 열 펌프 열 교환기 내의 냉각제 회로는 냉매 회로와 열적으로 연결된다. 냉동 시스템 작동에서 냉각제 회로 내의 물-응축기가 접속된다.In particular preferably the heat pump system according to the above-described variant is formed such that the heat absorption of the refrigerant in the heat pump heat exchanger is further from the coolant circuit, and the coolant circuit in the heat pump heat exchanger is thermally connected with the refrigerant circuit. In refrigeration system operation, the water-condenser in the coolant circuit is connected.

전술된 방법은 배터리 냉각기 내의 열 방출을 위해 추가 열 전달 면적이 특히 배터리의 충전 작동에서 활성화됨으로써 바람직하게 형성된다.The above-described method is preferably formed by the additional heat transfer area being activated in particular in the charging operation of the battery for heat dissipation in the battery cooler.

방법들은 냉각제-공기-냉각기 내의 열 방출을 위해 추가 열 전달 면적들이 특히 충전 작동에서 활성화되거나 또는 총면적이 비사용으로 인해 다른 컴포넌트들에 의해 이용될 수 있음으로써 바람직하게 확장된다.The methods are preferably extended by further heat transfer areas for heat dissipation in the coolant-air-cooler, in particular being activated in the filling operation or by the use of other components due to the total area being unused.

바람직하게는 방법들은 응축기 내의 열 방출을 위해 추가 열 전달 면적이 특히 충전 작동에서 활성화되거나 또는 변하지 않는 응축기의 용량이 더 높은 고압에 의해 밀어내는 온도차로서 구현됨으로써 보완된다.Preferably the methods are complemented by implementing a temperature difference in which the additional heat transfer area for the heat dissipation in the condenser is driven by a higher pressure, the capacity of the condenser being activated or unchanged, especially in the filling operation.

본 발명의 실시예들의 다른 개별 사항들, 특징들 및 장점들은 관련 도면들을 참조로 실시예들의 하기 설명에 제시된다.Other individual details, features and advantages of embodiments of the invention are set forth in the following description of the embodiments with reference to the associated drawings.

도 1은 2 개의 압축기들을 가진 냉매 회로,
도 2는 2 개의 압축기들을 및 차단 가능한 매체 중압 기체 파이프를 가진 냉매 회로,
도 3은 냉각제 회로와 조합된 냉매 회로,
도 4는 열 펌프 작동에서 2-단으로 설계된 냉매 회로의 기능,
도 5는 중압 수준에서 배터리 냉각기를 가진 냉매 회로, 및
도 6은 저압 수준 그리고 저압 수준 및 중압 수준으로의 선택적 기체 공급시 배터리 냉각기를 가진 냉매 회로를 도시한다.
1 shows a refrigerant circuit with two compressors,
2 is a refrigerant circuit with two compressors and a breakable medium medium pressure gas pipe;
3 is a refrigerant circuit in combination with a coolant circuit,
4 shows the function of the refrigerant circuit designed in two stages in the heat pump operation,
5 is a refrigerant circuit with a battery cooler at a medium pressure level, and
6 shows a refrigerant circuit with a battery cooler at low pressure levels and selective gas supply to low and medium pressure levels.

도 1에는 포함한 컴포넌트들로 기본 원리를 도시하는 냉매 회로의 설계가 도시된다. 메인 압축기(1) 및 2차 압축기(2)는 차단 밸브들(16, 18)에 의해 직렬 접속 작동용 및 병렬 접속 작동용으로 냉매 회로 내로 통합된다. 냉매 회로는 고압 수준으로 응축기(3), 흐름 방향으로 직렬 접속으로 후속하게 팽창 밸브(5) 및 분리기(6)를 포함한다. 2-단 작동이 냉매의 중압 수준으로 운행되면, 분리기(6)는 중압 실린더라고도 한다. 1-단으로 압축되면, 분리기(6)는 그 기능에 있어 팽창 밸브(5)에 의한 제 1 팽창 단 후 액체 냉매를 위한 콜렉터로 축소되거나 또는 팽창 밸브(5)가 완전히 개방된 횡단면으로 운행되고 팽창은 팽창 밸브(7)에 의해 구현된다. 중압 또는 고압에서 분리기(6)로부터의 냉매 증기상이 파이프를 통해 2차 압축기(2)의 흡입 측에 도달한다. 분리기(6)로부터의 액체 냉매는 팽창 밸브(7) 내에서 저압으로 감압되고 그 후 부하들, 즉, 배터리 냉각기(11) 및 공기 냉각기(12)에 병렬로 분배된다. 열 교환기들로부터의 증발된 냉매는 메인 압축기(1)의 흡입 측에 함께 제공된다. 하기에 더 자세히 기술되듯이, 회로가 1-단으로 작동되면 메인 압축기(1)의 고압 기체용 차단 밸브(18)가 개방되고 압축된 냉매가 응축기(3) 내로 직접 도달한다. 시스템이 압축기들(1, 2)에 의해 직렬 접속으로 작동되면, 메인 압축기(1)의 고압 기체용 차단 밸브(18)가 폐쇄되고 분리기(6)로부터의 냉매 증기가 연결 파이프 및 멀티웨이 밸브(16)를 통해 2차 압축기(2)의 흡입 측에 도달하고, 상기 2차 압축기에 의해 고압으로 압축되고 응축기(3) 내로 도달한다. 대안적 작동 방법으로 냉매 회로가 압축기들(1, 2)에 의해 병렬로 작동될 수 있다. 메인 압축기(1)의 고압 기체용 차단 밸브(18)가 개방되고 2차 압축기(2)용 병렬 케이블은 냉매 회로 내의 멀티웨이 밸브(16)가 2차 압축기(2)의 흡입 측으로 냉매에 대한 병류를 달성시키도록 접속된다.1 shows a design of a refrigerant circuit showing the basic principle with the components involved. The main compressor 1 and the secondary compressor 2 are integrated into the refrigerant circuit by means of shut-off valves 16, 18 for series connection operation and for parallel connection operation. The refrigerant circuit comprises a condenser 3 at a high pressure level, subsequently an expansion valve 5 and a separator 6 in series connection in the flow direction. When the two-stage operation is operated at the medium pressure level of the refrigerant, the separator 6 is also called a medium pressure cylinder. Once compressed in one-stage, the separator 6 in its function is reduced to a collector for liquid refrigerant after the first expansion stage by the expansion valve 5 or it runs in a cross section in which the expansion valve 5 is fully open and The expansion is implemented by the expansion valve 7. At medium or high pressure the refrigerant vapor phase from the separator 6 reaches the suction side of the secondary compressor 2 via a pipe. The liquid refrigerant from the separator 6 is reduced to low pressure in the expansion valve 7 and then distributed in parallel to the loads, namely the battery cooler 11 and the air cooler 12. The evaporated refrigerant from the heat exchangers is provided together on the suction side of the main compressor 1. As will be described in more detail below, when the circuit is operated in one-stage the shutoff valve 18 for the high pressure gas of the main compressor 1 is opened and the compressed refrigerant arrives directly into the condenser 3. When the system is operated in series connection by the compressors 1, 2, the shutoff valve 18 for the high pressure gas of the main compressor 1 is closed and the refrigerant vapor from the separator 6 is connected to the connecting pipe and the multiway valve ( 16) to the suction side of the secondary compressor 2, which is compressed by the secondary compressor to high pressure and reaches into the condenser 3. As an alternative method of operation, the refrigerant circuit can be operated in parallel by the compressors 1, 2. The high pressure gas shut-off valve 18 of the main compressor 1 is opened and the parallel cable for the secondary compressor 2 has a multi-way valve 16 in the refrigerant circuit for parallel flow of refrigerant to the suction side of the secondary compressor 2. Is connected to achieve.

도 2에는 도 1과 일치하는 컴포넌트들은 분리기(6)로부터의 기상이 연결 파이프를 통해 2차 압축기(2)의 흡입 측에 도달하고, 상기 연결 파이프 내에 중압 기체용 차단 밸브(17)가 구현되는 특별한 점을 갖게 다시 도시된다.In FIG. 2, the components in accordance with FIG. 1 are characterized in that the gaseous phase from the separator 6 reaches the intake side of the secondary compressor 2 via a connecting pipe, in which a shutoff valve 17 for heavy pressure gas is implemented. It is shown again with special points.

도시된 냉매 회로에 의해 압축기들은 병렬 모드로부터 직렬 모드로 전환될 수 있다. 바람직하게는 압축기들이 직렬 접속된다. 직렬 및 병렬 접속의 2 개의 설계들의 장점은 냉매의 액상의 분리 및 분배기(6)로부터의 냉매의 기상을 상응하는 압축기로 직접 운반하는 것이고, 이로써 증발기 내의 압력 손실의 최소화가 달성된다. 따라서, 증발기 내로 적은 기상이 도달하거나 또는 기상이 도달하지 않는 경우 증발기 내의 액상 및 기상의 분배가 개선된다. 압축기들이 직렬 접속되면, 제 1 팽창 밸브가 메인 감압을 담당한다. 추가로 차단 밸브(17)에 의해 기상의 흐름이 제어될 수 있다.By the refrigerant circuit shown, the compressors can be switched from parallel mode to series mode. Preferably the compressors are connected in series. The advantages of the two designs of series and parallel connection are the separation of the liquid phase of the refrigerant and the delivery of the gas phase of the refrigerant from the distributor 6 directly to the corresponding compressor, whereby minimization of pressure loss in the evaporator is achieved. Thus, the distribution of the liquid and gaseous phase in the evaporator is improved when less or no gas phase is reached into the evaporator. When the compressors are connected in series, the first expansion valve is responsible for the main depressurization. In addition, the flow of gaseous phase can be controlled by the shutoff valve 17.

도 3에는 냉매(refrigerant) 회로와 냉각제(coolant) 회로의 조합이고, 도 1 및 도 2의 냉매 회로가 관련 팽창 밸브(9)를 포함한 열 펌프 열 교환기(10)를 포함하게 확장된다. 또한, 추가 응축기(4)가 냉각제 회로와 냉매 회로의 열적 연결을 위해 제공되고, 상기 추가 응축기는 물-응축기로서 구현된다. 추가 응축기(4)는 냉각제 회로 내로 통합되고, 상기 추가 응축기는 냉각제 회로의 펌프(13)에 의해 구동된다. 냉각제 회로의 멀티웨이 밸브(15)에 의해 냉각제 회로의 병렬 케이블들의 흐름 경로들이 제어된다. 제 1 흐름 경로는 펌프(13)로부터 멀티웨이 밸브(15)를 통해 열 펌프 열 교환기(10)로 그리고 그 후 냉각제-공기-냉각기(14)라고도 하는 저온 열 교환기를 통해 펌프(13)로 진행된다. 병렬 케이블은 냉각제 회로의 멀티웨이 밸브(15)로부터 추가 응축기(4)로 그리고 그 후 냉각제-공기-냉각기(14)로 진행되게 도시된다. 냉각제 회로는 열 펌프 작동을 위한 냉매 회로의 접속을 위해 필요하고 상기 2 개의 회로들은 추가 응축기(4) 및 열 펌프 열 교환기(10)에 의해 열적으로 연결된다.3 is a combination of a refrigerant circuit and a coolant circuit, and the refrigerant circuit of FIGS. 1 and 2 extends to include a heat pump heat exchanger 10 with an associated expansion valve 9. In addition, an additional condenser 4 is provided for the thermal connection of the coolant circuit and the refrigerant circuit, which is implemented as a water-condenser. The further condenser 4 is integrated into the coolant circuit, which is driven by the pump 13 of the coolant circuit. The flow paths of the parallel cables of the coolant circuit are controlled by the multiway valve 15 of the coolant circuit. The first flow path goes from the pump 13 through the multiway valve 15 to the heat pump heat exchanger 10 and then through the low temperature heat exchanger, also called coolant-air-cooler 14, to the pump 13. do. The parallel cable is shown to proceed from the multiway valve 15 of the coolant circuit to the further condenser 4 and then to the coolant-air-cooler 14. A coolant circuit is required for the connection of the refrigerant circuit for the heat pump operation and the two circuits are thermally connected by an additional condenser 4 and a heat pump heat exchanger 10.

본 발명의 컨셉은 도 3에 도시된 회로에 의해 특히 분명해지고, 냉매 회로 내에 2 개의 압축 단들 및 이로써 중압 수준이 형성된다. 2 개의 압축 단들은 바람직하게는 2 개의 분리된 압축기들(1, 2)에 의해 구현되고, 특별한 점은 상기 2 개의 압축기들이 직렬 접속 및 병렬 접속으로 작동될 수 있다는 것이다. 시스템은 적어도 종래의 공기-응축기와 동일하거나 또는 그보다 증가한 용량을 갖는 바람직하게는 물-응축기(4)의 사용을 포함한다. 증가한 용량에 대해서는 특히 컴포넌트들(4, 8, 11, 14)이 관련 있다. 상기 컴포넌트들은 시스템의 정상 작동에서 상이한 용량들, 즉 냉매 유량의 증가시 냉각 작동, 열 펌프 작동 또는 충전 작동들로 설계된다. 용량이 적은 경우 오일을 압축기로 다시 운반하기에 충분한 냉매의 유속이 주어지는 것이 특히 어렵다. 충전 작동에서 유량 및 이로써 냉매의 유속이 커지고, 이에 상응하게 자유 흐름 횡단면이 커져야 하고 이로써 중요한 영역에서 압력 손실이 방지될 수 있다. 열 교환기도 상응하는 용량을 전달할 수 있도록 더 넓은 면적을 필요로 한다. 특히 물-응축기(4), 배터리 냉각기(11) 및 냉각제-공기-냉각기(14)가 중점에 있고, 미미하게 더 큰 열 전달 면적을 가진 열 교환기(14)가 열전달부 내에 놓인 매체 및 열 교환기(4)의 재료의 높은 열 관류율에 의해 상응하는 용량 요구를 충족시키고 오일 운반의 관점에서도 언급할만한 문제를 제기하지 않는다. 훨씬 더 중요한 것은 배터리 냉각기(11) 및 냉각제-공기-냉각기(14)이다. 배터리 냉각기(11)의 경우 선택적으로 열 교환기 내에 이미 열 전달 덕트들이 제공되어 있고, 상기 열 전달 덕트들은 상응하는 용량 요구시 스위칭 가능한 밸브들, 즉 스프링력을 가진 자기 조절식 밸브들에 의해 활성화되고, 상기 밸브들은 상응하는 압력차에서 개방된다. 냉각제-공기-열 교환기(14)는 상기 열 교환기가 추가 열 원을 담당하고 상응하는 용량들을 주변으로 방출할 수 있을 정도로 치수화된다. 충전 작동에서 상기 용량들이 필요하지 않고 충전 과정에 완전히 제공될 수 있다. 겨울에 충전시 차량 실내가 난방된다. The concept of the invention is particularly evident by the circuit shown in Fig. 3, in which two compression stages and thus medium pressure levels are formed in the refrigerant circuit. The two compression stages are preferably implemented by two separate compressors 1, 2, in particular being able to operate the two compressors in series connection and in parallel connection. The system preferably includes the use of a water-condenser 4 having at least the same or increased capacity as a conventional air-condenser. Components 4, 8, 11, 14 are particularly relevant for the increased capacity. The components are designed with different capacities in normal operation of the system, ie cooling operation, heat pump operation or charging operations on an increase in refrigerant flow rate. It is particularly difficult to give a flow rate of refrigerant sufficient to carry the oil back to the compressor when the capacity is low. In the filling operation, the flow rate and thus the flow rate of the refrigerant must be large, and correspondingly the free flow cross section must be large, thereby avoiding pressure loss in critical areas. Heat exchangers also need a larger area to deliver the corresponding capacity. In particular, the water and condenser 4, the battery cooler 11 and the coolant-air-cooler 14 are in focus, and the medium and heat exchanger in which the heat exchanger 14 with a slightly larger heat transfer area is placed in the heat transfer section. The high thermal permeability of the material of (4) meets the corresponding capacity requirements and does not pose a problem to address in terms of oil transportation. Even more important are the battery cooler 11 and the coolant-air-cooler 14. In the case of the battery cooler 11 optionally heat transfer ducts are already provided in the heat exchanger, which are activated by switchable valves, i.e. self-regulating valves with spring force, upon corresponding capacity requirements. The valves are opened at corresponding pressure differentials. The coolant-air-heat exchanger 14 is dimensioned to such an extent that the heat exchanger takes charge of the additional heat source and can release corresponding capacities to the surroundings. The above capacities are not necessary in the charging operation and can be provided completely in the charging process. When charging in winter, the vehicle interior is heated.

열 전달 면적은 총체적으로 감소되는데, 그 이유는 특수 작동 조건하에서만 추가 면적이 연결되기 때문이다. 냉매 회로 내의 유속은 파라미터에 따라 바람직하게는 증가한다. The heat transfer area is reduced overall because additional areas are connected only under special operating conditions. The flow rate in the refrigerant circuit preferably increases with the parameter.

물-응축기(4)는 동일한 외부 치수에서 더 높은 온도차로 작동함으로써, 열 교환기(4)의 설치 체적과 관련해서 더 높은 열 에너지가 전달될 수 있다.By operating the water-condenser 4 with a higher temperature difference at the same external dimensions, higher heat energy can be transferred in relation to the installation volume of the heat exchanger 4.

상기 2 개의 압축기들(1, 2)은 흡입 측 상에 오일 분리기/머플러를 전방에 접속되게 포함한다. 통상적으로 오일 분리기는 고압 측 상에 배치된다. 분배의 이유로 상기 2 개의 압축기들(1, 2)이 오일 분리기에 연결되어야 한다. 머플러는 소음 방출의 이유로 고압 측 상에 형성된다. 일반적으로 2 개의 작동 사이클로 구분된다. 냉각 작동 및 난방 작동에서 냉매 회로는 1-단으로 하나의 압축기에 의해 작동될 수 있다. 물론 2-단 압축 및 이러한 용도를 위한 중압 실린더 내 냉매 분리의 가능성으로부터 에너지 및 기술적 (배터리 냉각기 내 냉매의 일정한 분배) 장점들이 제시된다. 따라서, 상기 오일 분리기/머플러가 선택적으로 제공된다. 충전 작동에서 모든 경우 2 개의 압축기들이 2-단 또는 1-단 공정으로 작동된다.The two compressors 1, 2 comprise an oil separator / muffler connected to the front on the suction side. Typically the oil separator is arranged on the high pressure side. For reasons of distribution the two compressors 1 and 2 must be connected to an oil separator. The muffler is formed on the high pressure side for reasons of noise emission. In general, it is divided into two operating cycles. In the cooling operation and the heating operation, the refrigerant circuit can be operated by one compressor in one stage. Energy and technical (constant distribution of refrigerant in the battery cooler) are of course presented from the possibility of two-stage compression and refrigerant separation in medium pressure cylinders for this use. Thus, the oil separator / muffler is optionally provided. In the filling operation all the two compressors are operated in a two-stage or one-stage process.

도 4에는 메인 압축기(1) 및 2 차 압축기(2)가 2-단으로 직렬 접속된 냉매 회로의 열 펌프 회로가 도시된다. 냉매는 응축기(3) 내에서 응축되고, 팽창 밸브(5) 내에서 감압되고 후속하는 분리기(6) 내에서 냉매의 액상으로부터 기상이 분리된다. 기상은 중압에서 2차 압축기(2)의 흡입 측에 공급되고, 액상은 열 펌프 열 교환기(10), 배터리 냉각기(11) 및 공기 냉각기(12)로 병렬로 분배되고, 팽창 밸브들(7, 8, 9)은 열 교환기들에 각각 할당 배치된다. 열 교환기들(10, 11, 12) 내에서 증발된 냉매는 최종적으로 통합되어 메인 압축기(1)의 흡입 측에 공급된다.4 shows a heat pump circuit of a refrigerant circuit in which the main compressor 1 and the secondary compressor 2 are connected in series in two stages. The refrigerant is condensed in the condenser 3, depressurized in the expansion valve 5 and the gas phase is separated from the liquid phase of the refrigerant in the subsequent separator 6. The gas phase is supplied to the suction side of the secondary compressor 2 at medium pressure, the liquid phase is distributed in parallel to the heat pump heat exchanger 10, the battery cooler 11 and the air cooler 12, and the expansion valves 7, 8 and 9 are assigned to heat exchangers respectively. The refrigerant evaporated in the heat exchangers 10, 11, 12 is finally integrated and supplied to the suction side of the main compressor 1.

열 펌프 회로의 도시되지 않은 변형은 2 개의 응축기들이 배치되는 것이다. 제 1 응축기, 즉 차량 실내용 난방기는 차량의 공기 조화기 내에 설치된다. 제 2 응축기는 일반 공기-응축기이고, 상기 일반 공기-응축기는 바람직한 설계에 따라 물-응축기로서 구현될 수 있다. 냉매의 증발을 위한 냉매 시스템 내에 3 개의 열 교환기들(10, 11, 12)을 가진 도시된 실시예는 적용 분야에 따라 복합 증발기 배치들에 의해 당연히 확장될 수 있다. 이는 각각 차단 기능을 포함하게 설치된 온도식 팽창 밸브의 위치에만 의존한다. 도 4에 대한 대안으로, 열 펌프 회로는 1-단으로도 구현될 수 있고, 메인 압축기(1)가 응축기(3)에 대해 직접 지원하고 분리기로부터의 기상은 메인 압축기(1)의 흡입 측에 공급된다. 열은 열 펌프 열 교환기(10)에 의해 냉각제 회로로부터 공급된다.An unshown variant of the heat pump circuit is the arrangement of two condensers. The first condenser, i.e. the vehicle interior heater, is installed in the air conditioner of the vehicle. The second condenser is a general air-condenser, which can be embodied as a water-condenser according to a preferred design. The illustrated embodiment with three heat exchangers 10, 11, 12 in the refrigerant system for evaporation of the refrigerant can naturally be extended by complex evaporator arrangements depending on the application. It only depends on the position of the thermostatic expansion valve, each installed with a shutoff function. As an alternative to FIG. 4, the heat pump circuit can also be implemented in one stage, with the main compressor 1 directly supporting the condenser 3 and the gas phase from the separator being connected to the suction side of the main compressor 1. Supplied. Heat is supplied from the coolant circuit by heat pump heat exchanger 10.

열 펌프 회로에서 응축기(3)가 열을 차량의 실내로 방출한다. 도시된 회로 가이드의 장점은 상응하는 열 전달기들에서 낮은 아이싱이 이루어지고 시스템의 양호한 저장력이 주어지는 것이다. 추가로, 배터리 냉각기(11), 공기 냉각기(12) 및 열 펌프 열 교환기(10)의 열이 열 펌프를 위해 이용 가능하게 된다. 1-단으로 구현되는 열 펌프 회로의 대안으로 팽창 밸브(5)가 완전히 개방된 횡단면으로 운행됨으로써 메인 압축기(1)에 의해서만 압축되고 2차 압축기(2)는 이 작동 위치에서 작동하지 않는다. 특히 바람직하게는 상기 회로 내의 배터리 냉각기 열이 차량 실내의 난방에 이용된다.In the heat pump circuit, the condenser 3 dissipates heat into the interior of the vehicle. The advantage of the circuit guide shown is that low icing is achieved in the corresponding heat transfers and that a good storage capacity of the system is given. In addition, the heat of the battery cooler 11, the air cooler 12 and the heat pump heat exchanger 10 is made available for the heat pump. As an alternative to the heat pump circuit implemented in one-stage, the expansion valve 5 runs in a fully open cross-section so that it is compressed only by the main compressor 1 and the secondary compressor 2 does not operate in this operating position. Particularly preferably, the battery cooler heat in the circuit is used for heating the vehicle interior.

도 5에는 변형된 냉매 회로가 도시되고, 특별한 점은 배터리 냉각기(11)가 펌프(19)에 의해 분리기(6)로부터의 액체 냉매를 직접 공급받고 상기 압력 수준으로 증발될 냉매는 분리기(6)로 기상으로 다시 제공되는 것이다. 공기 냉각기들(12)은 배터리 냉각기(11)에 대해 평행하게 냉매를 공급받지만 증발된 냉매는 메인 압축기(1)의 흡입 측에 공급된다. 공기 냉각기들(12)에 각각 팽창 밸브들(7)이 할당 배치된다. 제 2 압축 단은 2차 압축기(2)에 의해 구현됨으로써, 냉매가 응축기(3)에 제공된다. 특히 배터리 냉각을 위한 본 변형에서 압력 수준은 낮고 중간이다. 장점은 압축기가 액체 충격들에 의해 부하되는 것 없이 배터리 냉각기(11)가 완전히 가득 찬 증발기로서도 작동할 수 있는 것이다. 총 열 전달 면적에 걸쳐 정확히 일정하게 유지되는 증발 온도 수준이 장점이다.5 shows a modified refrigerant circuit, in particular the battery cooler 11 is directly supplied by the pump 19 with liquid refrigerant from the separator 6 and the refrigerant to be evaporated to this pressure level is separated from the separator 6. The weather will be provided again. The air coolers 12 are supplied with the refrigerant in parallel to the battery cooler 11 but the evaporated refrigerant is supplied to the suction side of the main compressor 1. Expansion valves 7 are assigned to the air coolers 12, respectively. The second compression stage is implemented by the secondary compressor 2, whereby a refrigerant is provided to the condenser 3. In particular in this variant for battery cooling the pressure levels are low and medium. The advantage is that the compressor can also operate as an evaporator in which the battery cooler 11 is completely full without being loaded by liquid shocks. The advantage is the level of evaporation temperature which remains exactly constant over the total heat transfer area.

도 6에는 도 5에 따른 설계에 대한 대안이 도시되고, 배터리 냉각기(11)는 공기 냉각기들(12)에 대해 평행하게 분리기(6)로부터의 액체 냉매를 공급받는다. 분리기로부터의 냉매 액체는 팽창 밸브(8) 내에서 감압되고 상응하는 압력 수준으로 조절된다. 유사하게, 팽창 밸브들(7)이 공기 냉각기들(12)에 할당 배치된다. 배터리 냉각기(11)로부터의 냉매 증기는 멀티웨이 밸브(20)에 의해 압력 수준에 따라 메인 압축기(1)의 흡입 측 또는 2차 압축기(2)의 흡입 측에 도달한다. 팽창 밸브(8)를 가진 배터리 냉각기(11)는 멀티웨이 밸브(20)에 의해 냉매 회로 내로 통합되고 멀티웨이 밸브(20)에 의해 배터리 냉각기(11)로부터의 냉매 유량이 냉매의 중압 유량 또는 저압 유량 내로의 통합이 달성된다. 6 shows an alternative to the design according to FIG. 5, wherein the battery cooler 11 is supplied with liquid refrigerant from the separator 6 in parallel to the air coolers 12. The refrigerant liquid from the separator is depressurized in the expansion valve 8 and adjusted to the corresponding pressure level. Similarly, expansion valves 7 are assigned to the air coolers 12. The refrigerant vapor from the battery cooler 11 reaches the suction side of the main compressor 1 or the suction side of the secondary compressor 2 by the multiway valve 20 depending on the pressure level. The battery cooler 11 with the expansion valve 8 is integrated into the refrigerant circuit by the multiway valve 20 and the refrigerant flow rate from the battery cooler 11 by the multiway valve 20 is the medium pressure flow rate or the low pressure of the refrigerant. Integration into the flow rate is achieved.

도시된 냉매 회로들은 저압 측과 고압 측 사이 또는 중압 측과 고압 측 사이에 추가로 내부 열 교환기를 포함할 수 있다. 또한 비가역적 팽창 유닛들이 작업 수행식 팽창 유닛들에 의해 대체될 수 있다. 이러한 2 개의 변형들은 회로들의 효율 개선을 위해 제공된다The refrigerant circuits shown may further comprise an internal heat exchanger between the low and high pressure side or between the medium and high pressure side. Irreversible expansion units can also be replaced by work performing expansion units. These two variants are provided for improving the efficiency of the circuits.

1 메인 압축기
2 2차 압축기
3 응축기
4 추가 응축기, 물-응축기, 열 교환기
5 중압 팽창 밸브
6 분리기
7 저압 팽창 밸브
8 저압 팽창 밸브
9 저압 팽창 밸브
10 열 펌프 열 교환기, 열 교환기
11 배터리 냉각기, 전자 냉각기, 열 교환기
12 공기 냉각기, 차량 실내 증발기, 열 교환기
13 냉각제 회로의 펌프
14 냉각제-공기-냉각기
15 냉각제 회로의 멀티웨이 밸브
16 냉매 회로의 멀티웨이 밸브, 차단 밸브
17 중압 기체의 차단 밸브
18 메인 압축기의 고압 기체의 차단 밸브
19 냉매 펌프
20 배터리 냉각기 회로 분기의 멀티웨이 밸브
1 main compressor
2 secondary compressor
3 condenser
4 additional condenser, water-condenser, heat exchanger
5 medium pressure expansion valve
6 separator
7 low pressure expansion valve
8 low pressure expansion valve
9 low pressure expansion valve
10 heat pump heat exchanger, heat exchanger
11 battery cooler, electronic cooler, heat exchanger
12 air cooler, vehicle indoor evaporator, heat exchanger
13 Pump of Refrigerant Circuit
14 Coolant-air-cooler
15 Multi-way Valve in Coolant Circuit
16 Refrigerant Circuit Multi-way Valve, Shut-off Valve
17 isolating valve for medium pressure gas
18 High pressure gas shutoff valve on the main compressor
19 refrigerant pump
Multi-way valve on 20 battery cooler circuit branch

Claims (16)

냉매 회로로서, 냉매 흐름 방향으로 응축기(3), 팽창 밸브(5), 중압 실린더로서의 분리기(6), 팽창 밸브(7)가 직렬 접속되게 배치되고 그 후, 배터리 냉각기(11) 및 공기 냉각기(12)가 병렬 접속되게 배치됨으로써, 메인 압축기(1) 및 2차 압축기(2)가 병렬로 배치되고,
상기 메인 압축기(1)의 고압 측은 상기 2차 압축기(2)의 흡입 측과 연결되는 중간 유로를 포함하고,
상기 메인 압축기(1)의 고압 측에 배치되는 차단 밸브(18) 및 상기 중간 유로에 배치되는 멀티웨이 밸브(16)에 의해 냉매가 상기 메인 압축기(1) 및 상기 2차 압축기(2)를 순차적으로 통과하거나 분할되어 통과할 수 있고, 상기 분리기(6)는 기체 측 상에서 상기 중간 유로에 접속되어 상기 2차 압축기(2)의 흡입 측과 연결되는 냉매 회로.
As the refrigerant circuit, the condenser 3, the expansion valve 5, the separator 6 as the medium pressure cylinder, the expansion valve 7 are arranged in series connection in the refrigerant flow direction, and then the battery cooler 11 and the air cooler ( By arranging 12 in parallel, the main compressor 1 and the secondary compressor 2 are arranged in parallel,
The high pressure side of the main compressor (1) comprises an intermediate flow path connected to the suction side of the secondary compressor (2),
Refrigerant sequentially moves the main compressor 1 and the secondary compressor 2 by a shutoff valve 18 disposed on the high pressure side of the main compressor 1 and a multiway valve 16 disposed in the intermediate flow path. And the separator (6) is connected to the intermediate passage on the gas side and connected to the suction side of the secondary compressor (2).
제 1 항에 있어서, 차단 밸브(17)가 상기 2차 압축기(2)의 상기 흡입 측과 상기 분리기(6)의 상기 기체 측의 연결부 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로. 2. Refrigerant circuit according to claim 1, characterized in that a shutoff valve (17) is provided in a connection between the suction side of the secondary compressor (2) and the gas side of the separator (6). 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 냉각기(11) 및 상기 공기 냉각기(12)에 팽창 밸브(7, 8)가 각각 별도로 할당되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로.The refrigerant circuit according to claim 1, characterized in that an expansion valve (7, 8) is separately assigned to the battery cooler (11) and the air cooler (12). 제 1 항에 있어서, 추가 냉각제 회로가 형성되고, 상기 추가 냉각제 회로는 펌프(13), 열 펌프 열 교환기(10), 및 냉각제-공기-냉각기(14)를 포함하고, 상기 열 펌프 열 교환기(10)의 상류측에 팽창 밸브(9)를 포함한 상기 열 펌프 열 교환기(10)는 상기 냉매 회로 내의 상기 배터리 냉각기(11) 및 상기 공기 냉각기(12) 에 대해 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로. An additional coolant circuit is formed, the additional coolant circuit comprising a pump (13), a heat pump heat exchanger (10), and a coolant-air-cooler (14), wherein the heat pump heat exchanger ( The heat pump heat exchanger 10 comprising an expansion valve 9 upstream of the refrigerant 10 is arranged in parallel to the battery cooler 11 and the air cooler 12 in the refrigerant circuit. Circuit. 제 4 항에 있어서, 멀티웨이 밸브(15)에 의해 선택적으로 또는 점증적으로(cumulatively) 스위칭 가능하게 추가 응축기(4)가 냉각제 회로 내에 배치되고, 상기 추가 응축기(4)는 상기 냉매 회로 내에서 냉매 흐름 방향으로 상기 응축기(3) 뒤에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로. 5. A further condenser (4) according to claim 4, wherein an additional condenser (4) is arranged in the coolant circuit so as to be selectively or cumulatively switchable by the multi-way valve (15). A refrigerant circuit, characterized in that it is arranged behind the condenser (3) in the direction of refrigerant flow. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 압축기(2)는 상기 메인 압축기(1) 내로 통합되게 형성되고 상기 메인 압축기(1)는 2-단 압축기로서 구현되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로. The refrigerant circuit according to claim 1, wherein the secondary compressor (2) is formed to be integrated into the main compressor (1) and the main compressor (1) is implemented as a two-stage compressor. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 냉매 회로의 작동 방법에 있어서, 공기 조화기 모드의 주행 작동에서 상기 냉매는
- 상기 메인 압축기(1) 내에서 1-단으로 압축되고,
- 그 후, 열 방출 하에서 상기 응축기(3)를 통과하고,
- 상기 팽창 밸브(5) 내에서 중압으로 감압되고, 및
- 상기 냉매의 액상은 상기 공기 냉각기(12) 및 상기 배터리 냉각기(11) 내에서 병렬로 증발되고 상기 분리기(6)로부터의 기상과 함께 상기 메인 압축기(1)에 의해 흡입되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.
In the method of operating the refrigerant circuit according to any one of claims 1 to 6, the refrigerant in the running operation of the air conditioner mode
Compressed in one-stage within the main compressor (1),
Then through the condenser 3 under heat dissipation,
Pressure reduction in medium pressure in the expansion valve (5), and
The liquid phase of the refrigerant is evaporated in parallel in the air cooler (12) and the battery cooler (11) and is sucked by the main compressor (1) together with the gas phase from the separator (6). How the circuit works.
제 7 항에 있어서, 상기 냉매는 상기 공기 냉각기(12) 및 상기 배터리 냉각기(11) 앞에서 팽창 밸브들(7, 8)에 의해 각각 별도로 감압되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법. 8. A method according to claim 7, wherein the refrigerant is separately depressurized by expansion valves (7, 8) in front of the air cooler (12) and the battery cooler (11). 제 7 항에 있어서, 배터리들의 충전 작동에서 상기 냉매는
- 상기 메인 압축기(1) 및 상기 2차 압축기(2) 내에서 2-단으로 압축되고,
- 그 후, 열 방출 하에서 상기 응축기(3)를 통과하고,
- 상기 팽창 밸브(5) 내에서 중압으로 감압되고,
- 상기 냉매의 기상은 상기 2차 압축기(2)에 의해 흡입되고, 및
- 상기 냉매의 액상은 상기 배터리 냉각기(11) 내에서 증발되고 상기 메인 압축기(11)에 의해 흡입되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.
The method of claim 7, wherein the refrigerant in the charging operation of the batteries
Compressed in two stages in the main compressor (1) and the secondary compressor (2),
Then through the condenser 3 under heat dissipation,
Pressure reduction in medium pressure in the expansion valve (5),
The gaseous phase of the refrigerant is sucked by the secondary compressor (2), and
The liquid phase of the refrigerant is evaporated in the battery cooler (11) and sucked by the main compressor (11).
제 9 항에 있어서, 상기 냉매의 상기 열 방출은 상기 응축기(3)에 추가로 냉매 회로의 직렬로 후속 접속된 추가 응축기(4) 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.10. A method according to claim 9, characterized in that the heat dissipation of the refrigerant takes place in an additional condenser (4) subsequently connected in series with the refrigerant circuit in addition to the condenser (3). 제 9 항에 있어서, 1-단 열 펌프 작동에서 상기 냉매는
- 상기 메인 압축기(1) 내에서 1-단으로 압축되고,
- 그 후, 차량 실내로의 열 방출 하에서 상기 응축기(3)를 통과하고,
- 상기 팽창 밸브(5) 내에서 중압으로 감압되고,
- 상기 냉매의 기상은 상기 메인 압축기(1)에 의해 흡입되고, 및
- 상기 냉매의 액상은 상기 열 펌프 열 교환기(10) 내에서 증발되고 상기 메인 압축기(1)에 의해 흡입되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.
10. The method of claim 9, wherein in the one-stage heat pump operation the refrigerant is
Compressed in one-stage within the main compressor (1),
Then through the condenser 3 under heat dissipation into the vehicle interior,
Pressure reduction in medium pressure in the expansion valve (5),
The gaseous phase of the refrigerant is sucked by the main compressor (1), and
The liquid phase of the refrigerant is evaporated in the heat pump heat exchanger (10) and sucked by the main compressor (1).
제 11 항에 있어서, 2-단 열 펌프 작동에서 상기 냉매는
- 상기 메인 압축기(1) 및 상기 2차 압축기(2) 내에서 2-단으로 압축되고,
- 그 후, 차량 실내로의 열 방출 하에서 상기 응축기(3)를 통과하고,
- 상기 팽창 밸브(5) 내에서 중압으로 감압되고,
- 상기 냉매의 기상은 상기 2차 압축기(2)에 의해 흡입되고, 및
- 상기 냉매의 액상은 상기 열 펌프 열 교환기(10), 상기 공기 냉각기(12), 및 상기 배터리 냉각기(11) 내에서 병렬로 증발되고 상기 메인 압축기(1)에 의해 흡입되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.
The method of claim 11, wherein in the two-stage heat pump operation the refrigerant is
Compressed in two stages in the main compressor (1) and the secondary compressor (2),
Then through the condenser 3 under heat dissipation into the vehicle interior,
Pressure reduction in medium pressure in the expansion valve (5),
The gaseous phase of the refrigerant is sucked by the secondary compressor (2), and
The liquid phase of the refrigerant is evaporated in parallel in the heat pump heat exchanger 10, the air cooler 12, and the battery cooler 11 and sucked by the main compressor 1. How the circuit works.
제 12 항에 있어서, 상기 열 펌프 열 교환기(10) 내 상기 냉매의 열 흡수는 상기 열 펌프 열 교환기(10) 내의 상기 냉각제 회로로부터 추가로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법. 13. The method of claim 12, wherein the heat absorption of the refrigerant in the heat pump heat exchanger (10) is further from the coolant circuit in the heat pump heat exchanger (10). 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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