KR102294593B1 - Thermal system of a motor vehicle and method for operating the thermal system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 열 시스템(1a, 1b, 1c, 1d, 1e), 특히 열 관리 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 압축기(5), 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6), 앞쪽에 지지된 제1 팽창 부재(8)를 갖는 제1 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기(7) 그리고 앞쪽에 지지된 제2 팽창 부재(14)를 갖는 제2 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)를 구비한 냉매 회로(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)를 포함한다. 상기 시스템(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 또한, 상기 제1 냉매-냉각제 열교환기(6)를 갖는 제1 냉각제 회로(3) 및 상기 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)를 갖는 제2 냉각제 회로(4)를 구비하여 형성되어 있다. 상기 제1 냉각제 회로(3)는 열을 냉각제에서 주변 공기로 전달하기 위한 제1 냉각제-공기 열교환기(35) 및 객실용 유입 공기를 가열하기 위한 제2 냉각제-공기 열교환기(37)를 구비하고, 반면에 상기 제2 냉각제 회로(4)는 열을 냉각제에서 주변 공기로 전달하기 위한 제3 냉각제-공기 열교환기(48) 및 냉각제와 객실용 유입 공기 사이에서 열을 전달하기 위한 제4 냉각제-공기 열교환기(53)를 구비한다.
또한, 본 발명은 상기 열 시스템(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 작동 방법과도 관련이 있다.The present invention relates to a thermal system ( 1a , 1b , 1c , 1d , 1e ) of a motor vehicle, in particular a thermal management system. The system 1a, 1b, 1c, 1d, 1e has a compressor 5, a first refrigerant-coolant heat exchanger 6 operating as a condenser/gas cooler, and a first expansion member 8 supported forward Refrigerant having a first refrigerant-air heat exchanger (7) operating as a first evaporator and a second refrigerant-coolant heat exchanger (13) operating as a second evaporator with a forwardly supported second expansion member (14) circuits 2a, 2b, 2c, 2d, 2e. The system 1a, 1b, 1c, 1d, 1e also has a first refrigerant circuit 3 with the first refrigerant-coolant heat exchanger 6 and the second refrigerant-coolant heat exchanger 13 having A second coolant circuit (4) is provided and formed. Said first coolant circuit (3) has a first coolant-air heat exchanger (35) for transferring heat from the coolant to the ambient air and a second coolant-air heat exchanger (37) for heating the incoming air for the cabin. The second coolant circuit 4, on the other hand, provides a third coolant-air heat exchanger 48 for transferring heat from the coolant to the ambient air and a fourth coolant for transferring heat between the coolant and the inlet air for the cabin. - Equipped with an air heat exchanger (53).
The invention also relates to a method of operating said thermal system 1a, 1b, 1c, 1d, 1e.
Description
본 발명은 냉매 회로 그리고 제1 및 제2 냉각제 회로를 구비한 자동차의 열 시스템(thermal system), 특히 열 관리 시스템(thermal management system)에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 열 시스템의 작동 방법과도 관련이 있다.The present invention relates to a thermal system of a motor vehicle, in particular a thermal management system, having a refrigerant circuit and a first and a second coolant circuit. The invention also relates to a method of operating said thermal system.
약칭 EV로 지칭되는 전기 자동차와 같은 전기 구동 자동차들 그리고 약칭 HEV로 지칭되는 하이브리드 자동차들의 경우, 한편으로는 객실 가열을 위한 불충분한 폐열이 구동 모터에 의해 달성되며, 그 결과 전기 구동 자동차의 공기 조화 시스템은 자동차의 작동 효율뿐만 아니라 상기 자동차의 에너지 소비에도 매우 큰 영향을 미친다. 자동차의 작동 효율을 높이고 에너지 소비를 낮추기 위해서는 다양한 열원을 사용할 수 있는 열펌프 기능을 갖춘 공기 조화 시스템들이 사용된다.In the case of electric driven vehicles such as an electric vehicle, abbreviated as EV, and hybrid vehicles, abbreviated as HEV, on the one hand, insufficient waste heat for heating the cabin is achieved by the drive motor, as a result of which the air conditioning of the electric drive vehicle The system has a very large influence not only on the operating efficiency of the vehicle, but also on the energy consumption of the vehicle. In order to increase the operating efficiency of a vehicle and reduce energy consumption, air conditioning systems with a heat pump function that can use a variety of heat sources are used.
다른 한편으로 전기 자동차들 또는 하이브리드 자동차들은 고전압 배터리, 내부 충전기, 변압기, 인버터 및 전동기와 같은 추가 컴포넌트들을 구비하는 형성으로 인해, 대부분 순수 내연 기관식 드라이브를 구비한 자동차로서 상대적으로 더 높은 냉각 수요 또는 추가적인 냉각 수요를 갖는다. 또한, 대개 0℃에서 35℃까지의 범위, 특히 20℃ 내지 35℃ 범위에 있는, 특히 고전압 배터리의 허용된 온도 한계를 준수를 준수하기 위하여, 바람직하게는 열펌프 기능을 갖춘 시스템들이 사용되며, 이들 시스템은 능동적인 냉방 콘셉트 및 난방 콘셉트의 변환을 위해 사용된다. 예를 들면, 전기 구동 트레인의 추가 컴포넌트들이 열원으로서 사용될 수 있다.Electric vehicles or hybrid vehicles, on the other hand, are mostly vehicles with pure internal combustion engine drives, due to their formation with additional components such as high voltage batteries, internal chargers, transformers, inverters and electric motors, with relatively higher cooling demands or It has an additional cooling demand. Also, in order to comply with the permissible temperature limits of high-voltage batteries, in particular in the range from 0°C to 35°C, in particular from 20°C to 35°C, preferably systems with a heat pump function are used, These systems are used for the conversion of active cooling concepts and heating concepts. For example, additional components of the electric drive train can be used as heat sources.
따라서 종래의 전기 구동 자동차들은 냉각제 회로를 포함하고, 이러한 냉각제 회로에서는 구동 컴포넌트들로부터 방출된 열을 배출하기 위해 순환되는 냉각제가 예를 들면, 공기 냉각식 주변 공기 열교환기를 통해서 안내된다. 상기 주변 공기 열교환기 관류 시에는 냉각제의 열 중 적어도 일부가 주변 공기로 전달될 수 있다. 이 경우에는 예컨대, 최대 90℃의 온도에서 작동할 수 있는 구동 모터 또는 인버터와 같이 주변 온도보다 높은 온도에서 작동하는 컴포넌트들로부터 열이 배출될 수 있다.Conventional electrically driven vehicles thus include a coolant circuit in which the coolant circulated to dissipate the heat released from the drive components is conducted, for example through an air-cooled ambient air heat exchanger. When the ambient air heat exchanger flows through, at least a portion of the heat of the coolant may be transferred to the ambient air. In this case, heat can be dissipated from components operating at higher than ambient temperatures, such as drive motors or inverters which can operate at temperatures up to 90° C.
DE 10 2017 114 136 A1호에는 냉매 회로 및 냉각제 회로를 포함하는 열 시스템을 갖는 자동차를 기술된다. 상기 냉매 회로와 냉각제 회로는 열교환기를 통해서 서로 열적으로 연결되어 있다. 냉매 회로는 객실용 유입 공기를 템퍼링하고 냉각제 회로로부터 열을 흡수하는 데 사용되며, 상기 냉각제 회로는 특히, 자동차의 배터리와 같은 전기 구동 트레인의 컴포넌트들의 냉각에 사용된다.DE 10 2017 114 136 A1 describes a motor vehicle with a thermal system comprising a refrigerant circuit and a coolant circuit. The refrigerant circuit and the refrigerant circuit are thermally connected to each other through a heat exchanger. The refrigerant circuit is used to temper the incoming air for the cabin and to absorb heat from the coolant circuit, which is used in particular for cooling the components of an electric drive train, such as a battery of a motor vehicle.
특히, 레벨 4 또는 5의 자동차로도 지칭되는 고도로 자율적으로 또는 완전 자율적으로 작동되는 자동차들에서는 또한, 특히 자동화된 주행 작동을 위해 상당한 계산 능력이 필요하다. 이 경우 한편으로는 계산을 수행하기 위해 냉각되어야 할 컴포넌트들이 다른 한편으로는 공기 조화 시스템을 위한 추가 열원을 나타낸다.In particular, highly autonomous or fully autonomously operated automobiles, also referred to as
자동차의 구동 시스템이 적절하고 신뢰성 있게 작동하도록 하기 위해, 시스템 컴포넌트들은 모든 조건에서 그리고 가능한 한 모든 환경에서 허용 가능한 온도 범위에서 작동되어야 한다. 이 목적은 열 관리 시스템 또는 특히, 공기 조화 시스템과 관련하여 자동차의 열 관리 시스템에 의해서 충족될 수 있다. 전기 자동차의 열 관리 시스템 또는 열 시스템 또는 공기 조화 시스템의 개발은 상이한 냉각 요건 또는 상이한 온도 레벨에서의 가열 요건을 갖는 많은 부품이 서로 밀접하게 관련되기 때문에 복잡한 공정이다.In order for the drive system of an automobile to work properly and reliably, the system components must be operated in an acceptable temperature range in all conditions and in all possible environments. This object can be met by a thermal management system or, in particular, by a thermal management system of a motor vehicle in connection with an air conditioning system. The development of a thermal management system or thermal system or air conditioning system for an electric vehicle is a complex process because many parts with different cooling requirements or heating requirements at different temperature levels are closely related to each other.
본 발명의 과제는 특히, 전기 구동 또는 전기 구동 및 내연기관 구동이 결합된 자동차용으로 충분한 냉각 용량 및 가열 용량을 갖는 열 시스템 또는 공기 조화 시스템을 제공하는 것이다. 공기 조화 시스템을 전기 컴포넌트들과 결합함으로써, 시스템 컴포넌트들의 온도가 모니터링 및 조절될 뿐만 아니라, 시스템 컴포넌트들로부터 배출되는 과도한 열이 예를 들면, 객실용 유입 공기를 가열하는 데 사용된다. 또한, 제조, 유지 보수 및 운영 비용 그리고 시스템의 필수 설치 공간이 최소화되어야 한다. 시스템 그리고 이와 더불어 자동차가 최대 효율로 작동될 수 있어야 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thermal system or an air conditioning system having sufficient cooling capacity and heating capacity, in particular for motor vehicles in which electric drive or electric drive and internal combustion engine drive are combined. By coupling the air conditioning system with electrical components, the temperature of the system components is monitored and regulated, as well as excess heat emitted from the system components is used to heat the incoming air for, for example, the cabin. In addition, manufacturing, maintenance and operating costs and the required footprint of the system must be minimized. The system and, together with it, the vehicle must be able to operate at maximum efficiency.
상기 과제는 독립항의 특징들을 갖는 대상 및 방법에 의해서 해결된다. 개선예들은 종속항들에 기재되어 있다.The above object is solved by objects and methods having the features of the independent claims. Improvements are described in the dependent claims.
상기 과제는 본 발명에 따른 자동차의 열 시스템, 특히 열 관리 시스템에 의해서 해결된다. 상기 열 시스템은 압축기, 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기, 냉매의 유동 방향으로 앞쪽에 지지된 제1 팽창 부재를 갖는 제1 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기 그리고 냉매의 유동 방향으로 앞쪽에 지지된 제2 팽창 부재를 갖는 제2 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기를 구비한 냉매 회로를 포함한다. 상기 열 시스템은 또한, 열을 냉매에서 냉각제로 전달하기 위한 상기 제1 냉매-냉각제 열교환기를 갖는 제1 냉각제 회로 및 열을 냉각제에서 냉매로 전달하기 위한 상기 제2 냉매-냉각제 열교환기를 갖는 제2 냉각제 회로를 구비하여 형성되어 있다.The above problem is solved by a thermal system for a motor vehicle, in particular a thermal management system, according to the invention. The thermal system comprises a compressor, a first refrigerant-coolant heat exchanger operating as a condenser/gas cooler, a first refrigerant-air heat exchanger operating as a first evaporator having a first expansion member supported forward in the flow direction of the refrigerant; and a refrigerant circuit having a second refrigerant-coolant heat exchanger operating as a second evaporator having a second expansion member supported forward in the refrigerant flow direction. The thermal system also includes a first coolant circuit having the first refrigerant-to-coolant heat exchanger for transferring heat from the refrigerant to the coolant and a second coolant having the second coolant-to-coolant heat exchanger for transferring heat from the coolant to the refrigerant. It is formed with a circuit.
냉매의 액화가 예컨대 냉매 R134a를 사용하는 경우와 같은 냉매 회로의 임계 이하의 작동에서 이루어지거나 이산화탄소를 사용하는 특정 주변 조건에서 이루어지는 경우에는, 열교환기가 응축기로서 지칭된다. 열전달의 일부분은 일정한 온도에서 이루어진다. 임계 초과의 작동 또는 열교환기 내에서 임계 초과의 열이 방출되는 경우에는, 냉매의 온도가 일정하게 감소한다. 이 경우에는 열교환기가 가스 냉각기로도 지칭된다. 임계 초과의 작동은, 예컨대 이산화탄소를 냉매로서 사용하는 냉매 회로의 특정 주변 조건 또는 작동 방식에서 나타날 수 있다.A heat exchanger is referred to as a condenser when the liquefaction of the refrigerant takes place, for example, in subcritical operation of the refrigerant circuit, such as when using refrigerant R134a, or in certain ambient conditions using carbon dioxide. Part of the heat transfer takes place at a constant temperature. In case of over-critical operation or the release of over-critical heat in the heat exchanger, the temperature of the refrigerant decreases constantly. In this case, the heat exchanger is also referred to as a gas cooler. Above-critical operation may occur, for example, in certain ambient conditions or mode of operation of a refrigerant circuit using carbon dioxide as the refrigerant.
본 발명의 콘셉트에 따르면, 상기 제1 냉각제 회로는 열을 냉각제에서 주변 공기로 전달하기 위한 제1 냉각제-공기 열교환기 및 자동차의 객실용 유입 공기를 가열하기 위한 제2 냉각제-공기 열교환기를 구비한다. 상기 제2 냉각제 회로는 열을 냉각제에서 주변 공기로 전달하기 위한 제3 냉각제-공기 열교환기 및 냉각제와 객실용 유입 공기 사이에서 열을 전달하기 위한 제4 냉각제-공기 열교환기를 구비한다. 이 경우 상기 제4 냉각제-공기 열교환기는 열을 냉각제에서 객실용 유입 공기로 전달할 뿐만 아니라 열을 객실용 유입 공기에서 냉각제로도 전달하도록 형성되고 배치되어 있다.According to the concept of the invention, the first coolant circuit has a first coolant-air heat exchanger for transferring heat from the coolant to the ambient air and a second coolant-air heat exchanger for heating the incoming air for the passenger compartment of the motor vehicle. . The second coolant circuit has a third coolant-air heat exchanger for transferring heat from the coolant to the ambient air and a fourth coolant-air heat exchanger for transferring heat between the coolant and the incoming air for the cabin. In this case, the fourth coolant-air heat exchanger is formed and arranged not only to transfer heat from the coolant to the inlet air for the cabin, but also to transfer heat from the incoming air for the cabin to the coolant.
본 발명의 개선예에 따르면, 상기 제1 팽창 부재를 갖는 제1 냉매-공기 열교환기가 상기 냉매 회로의 제1 유동 경로 내에 그리고 상기 제2 팽창 부재를 갖는 제2 냉매-냉각제 열교환기가 상기 냉매 회로의 제2 유동 경로 내에 배치되어 있다. 상기 유동 경로들은 각각 냉매 회로의 분기 지점에서 합류 지점까지 연장되고, 서로 평행하게 배치되어 있으며, 그리고 필요에 따라 개별적으로 또는 서로 동시에 냉매가 공급될 수 있도록 형성되어 있다.According to a refinement of the invention, a first refrigerant-air heat exchanger having said first expandable member is in the first flow path of said refrigerant circuit and a second refrigerant-coolant heat exchanger having said second expandable member is of said refrigerant circuit. disposed in the second flow path. The flow paths each extend from a branch point to a merging point of the refrigerant circuit, are arranged parallel to each other, and are formed so that the refrigerant can be supplied individually or simultaneously with each other as needed.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1 냉각제 회로의 제1 냉각제-공기 열교환기 및 제2 냉각제-공기 열교환기가 각각 유동 경로 내에 배치되어 있다. 상기 유동 경로는 각각 분기 지점, 특히 3방향 밸브에서 합류 지점까지 연장되고, 서로 평행하게 배치되어 있으며, 그리고 필요에 따라 개별적으로 또는 서로 동시에 냉각제가 공급될 수 있도록 형성되어 있다.According to a preferred embodiment of the invention, a first coolant-air heat exchanger and a second coolant-air heat exchanger of the first coolant circuit are each arranged in the flow path. The flow paths each extend from a branch point, in particular a three-way valve to a merging point, are arranged parallel to each other, and are configured so that coolant can be supplied individually or simultaneously with one another as required.
상기 제2 냉각제 회로는 바람직하게 배터리 열교환기 및/또는 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기 및/또는 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기를 구비하여 형성되어 있다. 이 경우 상기 열교환기들은 바람직하게 필요에 따라 연속해서 차례로 또는 서로 독립적으로 냉각제가 공급될 수 있도록 배치되어 있다.The second coolant circuit is preferably formed with a battery heat exchanger and/or a heat exchanger for conditioning the components of the drive train and/or a heat exchanger for conditioning the electronic components. In this case, the heat exchangers are preferably arranged so that the coolant can be supplied sequentially or independently of one another, if necessary.
본 발명의 특별한 장점은, 냉각제가 필요에 따라 2개의 분리된 유동 회로 내에서 순환하도록 상기 제2 냉각제 회로가 연결 지점들 그리고 2개 이상의 이송 장치, 특히 2개의 냉각제 펌프를 구비하여 형성되어 있다는 것이다.A particular advantage of the invention is that the second coolant circuit is formed with connection points and two or more conveying devices, in particular two coolant pumps, so that the coolant circulates in two separate flow circuits as required. .
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 냉매 회로가 객실용 유입 공기를 가열하기 위한 제2 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제2 냉매-공기 열교환기(15)를 구비한다. 이 경우 상기 제2 냉매-공기 열교환기는 상기 압축기와 제1 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기 사이에 배치되어 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the refrigerant circuit has a second refrigerant-air heat exchanger (15) serving as a second condenser/gas cooler for heating the incoming air for the cabin. The second refrigerant-air heat exchanger is in this case arranged between the compressor and a first refrigerant-coolant heat exchanger operating as a first condenser/gas cooler.
상기 냉매 회로는 바람직하게 제3 팽창 부재를 구비하고, 이러한 팽창 부재는 상기 제2 냉매-공기 열교환기와 제1 냉매-냉각제 열교환기 사이에 배치되어 있다.The refrigerant circuit preferably has a third expansion member, which expansion member is arranged between the second refrigerant-air heat exchanger and the first refrigerant-coolant heat exchanger.
또한, 상기 냉매 회로는 내부 열교환기를 구비하여 형성될 수 있다. 이 경우 상기 내부 열교환기는 고압측 냉매와 저압측 냉매 간의 열전달에 사용되는 회로 내부 열교환기를 의미한다. 이러한 경우에는 예를 들어, 한편으로는 액체 냉매가 응축 또는 액화 이후에 추가로 냉각되고, 다른 한편으로는 흡입 가스는 압축기 이전에 과열된다.In addition, the refrigerant circuit may be formed with an internal heat exchanger. In this case, the internal heat exchanger means an internal heat exchanger used for heat transfer between the high-pressure side refrigerant and the low-pressure side refrigerant. In this case, for example, on the one hand the liquid refrigerant is further cooled after condensation or liquefaction, on the other hand the suction gas is superheated before the compressor.
또한, 상기 냉매 회로는 어큐뮬레이터로도 지칭되는 저압측에 배치된 냉매 컬렉터를 구비하여 형성될 수 있다.In addition, the refrigerant circuit may be formed with a refrigerant collector disposed on the low pressure side, also referred to as an accumulator.
본 발명의 개선예에 따르면, 상기 열 시스템은 하우징을 통해 객실용 유입 공기를 이송하기 위한 송풍기를 구비한 공기 조화 유닛을 포함한다. 이 경우 상기 하우징을 유입 공기의 유동 방향으로 상기 제2 냉각제 회로의 제4 냉각제-공기 열교환기(53) 및 상기 냉매 회로의 제1 냉매-공기 열교환기가 연속으로 배치되어 있으며, 이들 열교환기는 각각 바람직하게 상기 하우징의 전체 유동 단면적을 점유하는 방식으로 형성되어 있다.According to a refinement of the invention, the thermal system comprises an air conditioning unit with a blower for conveying incoming air for the cabin through the housing. In this case, the fourth coolant-
상기 하우징은 바람직하게 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로를 가지며, 이들 유동 경로는 서로 평행하게 배치되어 있으며 그리고 필요에 따라 개별적으로 또는 서로 동시에 유입 공기가 공급되도록 형성되어 있다. 상기 제1 유동 경로 내에서 유입 공기의 유동 방향으로 제1 냉각제 회로의 제2 냉각제-공기 열교환기 및 냉매 회로의 제2 냉매-공기 열교환기가 배치되어 있다. 이 경우 상기 제2 유동 경로는 상기 제1 유동 경로에 대한 바이패스로서 형성되어 있다.The housing preferably has a first flow path and a second flow path, these flow paths being arranged parallel to each other and configured to be supplied with the incoming air individually or simultaneously as required. A second coolant-air heat exchanger of the first coolant circuit and a second coolant-air heat exchanger of the coolant circuit are arranged in the first flow path in the flow direction of the incoming air. In this case, the second flow path is formed as a bypass for the first flow path.
본 발명의 상기 과제는 컨디셔닝될 객실 유입 공기의 냉각 장치 모드, 열펌프 모드 및 재열 모드로 작동에 적합한 자동차의 열 시스템, 특히 열 관리 시스템의 본 발명에 따른 작동 방법에 의해서도 해결된다.The above object of the invention is also solved by the method according to the invention of a thermal system, in particular a thermal management system, of a motor vehicle suitable for operation in the cooling system mode, the heat pump mode and the reheat mode of the cabin inlet air to be conditioned.
본 발명의 콘셉트에 따르면, 객실 유입 공기의 냉각 장치 모드 및 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드 작동 시, 상기 유입 공기로부터 열을 흡수하기 위한 제1 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기를 갖는 냉매 회로의 제1 유동 경로와 제2 증발기로서 작동하는 냉매-냉각제 열교환기를 갖는 냉매 회로의 제2 유동 경로에 냉매가 공급된다. 또한, 냉각제를 순환시키기 위한 2개의 이송 장치, 특히 냉각제 펌프가 작동되고, 그리고 냉각제 회로가 독립적인 2개의 유동 회로에서 냉각제에 의해 관류되도록 상기 냉각제 회로의 연결 지점들이 설정되어 있다.According to the concept of the invention, a first refrigerant-air operating as a first evaporator for absorbing heat from the incoming air when operating in the cooling device mode of the cabin inlet air and in the passive cooling mode of the components and electronic components of the drive train. Refrigerant is supplied to a first flow path of a refrigerant circuit having a heat exchanger and a second flow path of a refrigerant circuit having a refrigerant-coolant heat exchanger serving as a second evaporator. In addition, the connection points of the coolant circuit are set such that two conveying devices for circulating the coolant, in particular the coolant pump, are operated, and the coolant circuit is flowed with coolant in two independent flow circuits.
이 경우 제1 유동 회로에서 이송 장치로부터 이송된 냉각제가 적어도 부분 질량 흐름으로서 상기 냉매-냉각제 열교환기와 냉각제-공기 열교환기 사이에서 순환됨으로써, 상기 냉각제-공기 열교환기에서, 냉각제에 의해 객실용 유입 공기로부터 흡수된 열이 상기 냉매-냉각제 열교환기에서, 냉매 회로 내에서 순환되는 냉매로 전달된다.In this case the coolant conveyed from the conveying device in the first flow circuit is circulated between the refrigerant-coolant heat exchanger and the coolant-air heat exchanger as at least a partial mass flow, whereby in the coolant-air heat exchanger, inlet air for the cabin by means of a coolant The heat absorbed from the refrigerant is transferred to the refrigerant circulating in the refrigerant circuit in the refrigerant-coolant heat exchanger.
또한, 제2 유동 회로에서 추가 이송 장치로부터 이송된 냉각제가 구동 트레인의 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기, 전자 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기 그리고 주변 공기로 열을 전달하기 위한 냉각제-공기 열교환기를 통해서 연속해서 차례로 순환된다.Further, in the second flow circuit the coolant conveyed from the further conveying device is a heat exchanger for discharging heat of the components of the drive train, a heat exchanger for discharging heat of the electronic components and a coolant-air for transferring heat to the ambient air. It is circulated in sequence through the heat exchanger.
본 발명의 대안적인 제1 실시예에 따르면, 상기 제2 유동 회로에서 이송된 냉각제가 배터리 열교환기를 우회하는 바이패스에서 안내된다.According to a first alternative embodiment of the invention, the coolant conveyed in the second flow circuit is conducted in a bypass bypassing the battery heat exchanger.
배터리의 능동 냉각 모드 작동 시, 상기 제1 유동 회로에서 이송된 냉각제가 적어도 부분 질량 흐름으로서 상기 냉매-냉각제 열교환기와 배터리 열교환기 사이에서 순환됨으로써, 상기 배터리 열교환기에서 냉각제에 의해 상기 배터리로부터 흡수된 열이 상기 냉매-냉각제 열교환기에서 냉매로 전달된다.In active cooling mode operation of the battery, the coolant conveyed in the first flow circuit is circulated between the refrigerant-coolant heat exchanger and the battery heat exchanger as at least a partial mass flow, whereby the coolant is absorbed from the battery by the coolant in the battery heat exchanger. Heat is transferred from the refrigerant-coolant heat exchanger to the refrigerant.
본 발명의 대안적인 제2 실시예에 따르면, 배터리의 수동 냉각 모드로 작동 시, 상기 제2 유동 회로에서 이송된 냉각제가 구동 트레인의 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 상기 열교환기들에 직렬로 상기 배터리로부터 열을 배출하기 위한 상기 배터리 열교환기를 통해 안내된다.According to a second alternative embodiment of the invention, when operating in the passive cooling mode of the battery, the coolant conveyed in the second flow circuit from the battery in series with the heat exchangers for dissipating heat of the components of the drive train. It is guided through the battery heat exchanger for dissipating heat.
본 발명의 또 다른 콘셉트에 따르면, 열 시스템이 객실 유입 공기의 열펌프 모드 또는 재열 모드로 작동 시, 냉매 회로에서 순환하는 냉매에 의해 유입 공기로부터 그리고/또는 제2 냉각제 회로로부터 흡수된 열이 냉매-공기 열교환기에서 상기 유입 공기로 그리고/또는 냉매-냉각제 열교환기에서 제1 냉각제 회로의 냉각제로 전달된다. 이 경우 상기 제1 냉각제 회로의 냉각제의 열 중 적어도 일부는 냉각제-공기 열교환기에서 상기 객실용 유입 공기로 전달된다.According to another concept of the invention, when the thermal system is operated in the heat pump mode or reheat mode of the cabin inlet air, the heat absorbed from the inlet air and/or from the second coolant circuit by the refrigerant circulating in the refrigerant circuit is transferred to the refrigerant. - from the air heat exchanger to the incoming air and/or from the refrigerant-coolant heat exchanger to the coolant of the first coolant circuit. In this case, at least part of the heat of the coolant in the first coolant circuit is transferred from the coolant-air heat exchanger to the incoming air for the cabin.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 냉매 회로의 냉매-공기 열교환기와 냉매-냉각제 열교환기 사이에 배치된 팽창 부재는, 냉매가 압력 손실 없이 상기 팽창 부재를 통과하도록, 또는 상기 냉매-냉각제 열교환기의 유입구 또는 유출구에서 냉각제의 온도가 조절되는 방식으로 냉매가 압력 레벨로 팽창되도록 설정된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the expansion member disposed between the refrigerant-air heat exchanger and the refrigerant-coolant heat exchanger of the refrigerant circuit is such that the refrigerant passes through the expansion member without pressure loss, or the refrigerant-coolant heat exchange The refrigerant is set to expand to a pressure level in such a way that the temperature of the refrigerant at the inlet or outlet of the air is regulated.
본 발명의 개선예에 따르면, 열 시스템이 객실용 유입 공기의 재열 모드로 작동 시, 상기 제2 냉각제 회로의 제1 유동 회로에서 이송 장치로부터 이송된 냉각제가 적어도 부분 질량 흐름으로서 냉매-냉각제 열교환기와 냉각제-공기 열교환기 사이에서 순환됨으로써, 상기 냉각제-공기열교환기에서 냉각제에 의해 유입 공기로부터 흡수된 열이 상기 냉매-냉각제 열교환기에서 냉매로 전달된다.According to a refinement of the invention, when the thermal system is operated in the reheat mode of the incoming air for the passenger compartment, the coolant conveyed from the conveying device in the first flow circuit of the second coolant circuit is at least as a partial mass flow with the refrigerant-coolant heat exchanger. By circulating between the coolant-air heat exchangers, the heat absorbed from the incoming air by the coolant in the coolant-air heat exchanger is transferred to the coolant in the coolant-coolant heat exchanger.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 열 시스템이 전자 컴포넌트들 및 구동 트레인의 컴포넌트들의 능동 냉각 모드로 작동 시, 제2 냉각제 회로의 제2 유동 회로에서 이송 장치로부터 이송된 냉각제가 구동 트레인의 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기, 전자 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기 및 주변 공기로 열을 전달하기 위한 냉각제-공기 열교환기를 통해 연속해서 차례로 순환된다.In a preferred embodiment of the invention, when the thermal system is operated in the active cooling mode of the electronic components and the components of the drive train, the coolant conveyed from the conveying device in the second flow circuit of the second coolant circuit cools the components of the drive train. It is circulated in succession through a heat exchanger to dissipate heat, a heat exchanger to dissipate heat of the electronic components, and a coolant-air heat exchanger to transfer heat to the ambient air.
열 시스템이 배터리, 전자 컴포넌트들 및 구동 트레인의 컴포넌트들의 능동 냉각 모드로 작동 시, 제2 냉각제 회로에서 이송된 냉각제가 구동 트레인의 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기, 전자 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기 및 상기 냉매 회로의 냉매로 열을 전달하기 위한 냉매-냉각제 열교환기를 통해 연속해서 차례로 순환된다.When the thermal system operates in the active cooling mode of the battery, electronic components and components of the drive train, the coolant transported in the second coolant circuit is a heat exchanger for discharging heat of the components of the drive train, discharging the heat of the electronic components and a refrigerant-coolant heat exchanger for transferring heat to the refrigerant in the refrigerant circuit.
또한, 열 시스템이 열원으로서 주변 공기를 사용하여 작동할 경우, 제2 냉각제 회로에서 이송된 냉각제가 주변 공기로부터 열을 흡수하기 위한 냉각제-공기 열교환기 및 상기 냉매 회로의 냉매로 열을 전달하기 위한 냉매-냉각제 열교환기를 통해 순환될 수 있다.Further, when the heat system is operated using ambient air as a heat source, the coolant transported in the second coolant circuit is used to absorb heat from the ambient air and a coolant-air heat exchanger for transferring heat to the coolant in the coolant circuit. Refrigerant-coolant may be circulated through the heat exchanger.
본 발명의 상기 바람직한 실시예는 객실용 유입 공기의 컨디셔닝 및 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 컨디셔닝을 위한 자동차의 공기 조화 시스템으로서 상기 열 시스템의 사용을 가능하게 한다.Said preferred embodiment of the present invention enables the use of said thermal system as an air conditioning system of a motor vehicle for conditioning of incoming air for a passenger compartment and for conditioning of components and electronic components of a drive train.
요약하면, 본 발명에 따른 열 시스템은 다음과 같은 다양한 장점을 갖는다:In summary, the thermal system according to the present invention has a number of advantages:
- 효율적인 열 관리 시스템으로 인해 자동차의 더 적은 에너지 소비가 달성되고, 이는 자동차의 더 높은 수치의 주행 거리로도 이어지며,- Lower energy consumption of the car is achieved due to the efficient thermal management system, which also leads to a higher mileage of the car,
- 작동 중 시스템의 최대 효율 및 최소 설치 공간 요건이 충족되며, 그리고- the maximum efficiency and minimum footprint requirements of the system during operation are met, and
- 낮은 제조 비용 및 유지 보수 비용이 달성되는 동시에 작동 중 운영 비용도 낮다.- Low manufacturing and maintenance costs are achieved while operating costs are also low during operation.
상기 열 시스템 또는 공기 조화 시스템, 특히 냉매 회로는 사용되는 냉매에 상관없이 설계되고, 이에 따라 R134a, R744, R1234yf 또는 다른 냉매용으로도 설계된다.Said thermal system or air conditioning system, in particular the refrigerant circuit, is designed irrespective of the refrigerant used and therefore also for R134a, R744, R1234yf or other refrigerants.
본 발명의 실시예들의 추가적인 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련된 도면들을 참조하여 이루어지는 실시예들의 하기 설명에서 명확해진다.
도면부에는 각각 객실용 유입 공기를 컨디셔닝하기 위한 냉매 회로 및 상기 냉매회로로부터 열을 흡수하기 위한 제1 냉각제 회로와 구동 컴포넌트들을 냉각하고 상기 냉매 회로로 열을 방출하기 위한 그리고 각각 필요한 경우 객실용 유입 공기를 가열하거나 주변 공기로 열을 전달하기 위한 제2 냉각제 회로를 구비한 자동차의 열 시스템이 도시된다:
도 1에는 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기 및 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기 그리고 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기 및 증발기들에 할당된 팽창 부재들을 구비한 열 시스템이 도시되고,
도 2에는 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제2 냉매-공기 열교환기 및 관련된 팽창 부재를 갖는 도 1에 따른 냉매 회로를 구비한 열 시스템이 도시되며,
도 3에는 내부 열교환기를 갖는 도 2에 따른 냉매 회로를 구비한 열 시스템이 도시되고,
도 4에는 내부 열교환기와 압축기 사이에 배치된 냉매용 어큐뮬레이터를 갖는 도 3에 따른 냉매 회로를 구비한 열 시스템이 도시되며,
도 5에는 증발기들과 내부 열교환기 사이에 배치된 냉매용 어큐뮬레이터를 갖는 도 3에 따른 냉매 회로를 구비한 열 시스템이 도시되고,
도 6에는 특히, 공기 조화 유닛 내부에서 냉매-공기 열교환기들 및 객실용 유입 공기와 함께 열을 전달하기 위한 냉각제-공기 열교환기들의 배치 그리고 작동 상태에서 도 5의 열 시스템이 도시되며, 이때 상기 열 시스템은 다양한 작동 모드로, 즉
도 7에서는 객실 유입 공기의 냉각 장치 모드 및 구동 트레인의 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 도시되고,
도 8에서는 객실 유입 공기의 확장된 냉각 장치 모드 및 구동 트레인의 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 도시되며,
도 9에서는 객실 유입 공기의 확장된 냉각 장치 모드 및 배터리의 능동 냉각 모드 그리고 구동 트레인의 다른 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 도시되고,
도 10에서는 배터리의 능동 냉각 모드 및 구동 트레인의 다른 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 도시되며,
도 11에서는 객실 유입 공기의 확장된 냉각 장치 모드 그리고 배터리와 구동 트레인의 다른 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 도시되고,
도 12에서는 객실 유입 공기의 재열 모드 그리고 배터리와 구동 트레인의 다른 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 도시되며,
도 13에서는 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드 그리고 구동 트레인의 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 도시되고,
도 14에서는 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드 및 배터리의 능동 냉각 모드 그리고 구동 트레인의 다른 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 도시되며,
도 15 및 도 16에서는 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드 그리고 배터리 및 구동 트레인의 다른 컴포넌트들의 능동 냉각 모드로 도시되고,
도 17에서는 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드 그리고 구동 트레인의 컴포넌트들의 능동 냉각 모드로 도시되며,
도 18에서는 열원으로서 주변 공기를 포함하는 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드로 도시되고,
도 19에서는 제2 냉각제 회로의 추가 열교환기의 작동과 함께 객실 유입 공기의 재열 모드로 도시되며, 그리고
도 20에서는 제2 냉각제 회로의 추가 열교환기의 작동과 함께 배터리의 재열 모드로 도시된다.Additional details, features and advantages of embodiments of the present invention become apparent in the following description of embodiments made with reference to the associated drawings.
The drawings show a refrigerant circuit for conditioning the incoming air for the passenger compartment, respectively, and a first refrigerant circuit for absorbing heat from the refrigerant circuit and for cooling the drive components and for dissipating heat into the refrigerant circuit and, respectively, for the inlet for the passenger compartment, if necessary. A thermal system of a motor vehicle with a second coolant circuit for heating air or transferring heat to ambient air is shown:
1 shows a first refrigerant-coolant heat exchanger operating as a condenser/gas cooler and a second refrigerant-coolant heat exchanger operating as an evaporator and a first refrigerant-air heat exchanger operating as an evaporator and expansion members assigned to the evaporators A thermal system equipped with is shown,
FIG. 2 shows a thermal system with a refrigerant circuit according to FIG. 1 with a second refrigerant-air heat exchanger operating as a condenser/gas cooler and an associated expansion element, FIG.
3 shows a thermal system with a refrigerant circuit according to FIG. 2 with an internal heat exchanger,
FIG. 4 shows a thermal system with a refrigerant circuit according to FIG. 3 with an accumulator for refrigerant arranged between an internal heat exchanger and a compressor, FIG.
5 shows a thermal system with a refrigerant circuit according to FIG. 3 with an accumulator for the refrigerant arranged between the evaporators and an internal heat exchanger,
6 shows, in particular, the arrangement of the refrigerant-air heat exchangers inside the air conditioning unit and the coolant-air heat exchangers for transferring heat together with the incoming air for the cabin and the thermal system of FIG. Thermal systems can be operated in different modes of operation, i.e.
7 shows the cooling device mode of the cabin inlet air and the passive cooling mode of the components of the drive train,
8 shows an extended cooling device mode of the cabin inlet air and a passive cooling mode of the components of the drive train,
In Fig. 9 the extended cooling mode of the cabin inlet air and the active cooling mode of the battery and the passive cooling mode of the other components of the drive train are shown,
10 shows the active cooling mode of the battery and the passive cooling mode of the other components of the drive train,
11 shows an extended cooling system mode of the cabin inlet air and a passive cooling mode of the battery and other components of the drive train,
12 the reheating mode of the cabin inlet air and the passive cooling mode of the battery and other components of the drivetrain are shown;
13 shows the heat pump mode and the reheat mode of the cabin inlet air and the passive cooling mode of the components of the drive train,
14 the heat pump mode and the reheat mode of the cabin inlet air and the active cooling mode of the battery and the passive cooling mode of the other components of the drive train are shown in FIG.
15 and 16 show the heat pump mode and the reheat mode of the cabin inlet air and the active cooling mode of the battery and other components of the drive train,
17 shows the heat pump mode and the reheat mode of the cabin inlet air and the active cooling mode of the components of the drive train,
18 shows the heat pump mode and the reheat mode of the cabin inlet air including ambient air as a heat source,
19 is shown in the reheat mode of the cabin inlet air with operation of the additional heat exchanger of the second coolant circuit, and
20 is shown in the reheat mode of the battery with the operation of the additional heat exchanger in the second coolant circuit.
도 1에는 제1 냉매 회로(2a) 및 이러한 냉매 회로(2a)로부터 열을 흡수하기 위한 제1 냉각제 회로(3)와 구동 트레인의 컴포넌트들을 냉각하고 상기 냉매 회로(2a)로 열을 방출하기 위한 그리고 각각 필요한 경우 객실용 유입 공기를 가열하거나 주변 공기로 열을 전달하기 위한 제2 냉각제 회로(4)를 구비한 자동차의 객실 유입 공기와 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열 시스템(1a)이 나타난다. 상기 열 시스템(1a)은 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 및 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 그리고 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기(7) 및 증발기들에 할당된 팽창 부재(8, 14)들을 구비하여 형성되어 있다. 이 경우 상기 냉매 회로(2a)는 냉매의 유동 방향으로 압축기(5), 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 그리고 서로 평행하게 배치되어 있고 냉매가 공급될 수 있는 증발기(7, 13)들을 가지며, 이때 상기 제1 냉매-냉각제 열교환기(6)는 상기 냉매 회로(2a)를 제1 냉각제 회로(3)와 열적으로 연결하고, 열을 상기 냉매 회로(2a)에서 제1 냉각제 회로(3)로 전달하도록 형성되어 있다.1 shows a first
제1 증발기(7)는 앞쪽에 지지된 팽창 부재(8)와 함께 제1 유동 경로(9) 내에 배치되어 있으며, 상기 제1 유동 경로는 분기 지점(10)에서 합류 지점(11)까지 연장된다. 냉매-공기 열교환기로서 형성된 제1 증발기(7)는 객실용 유입 공기를 컨디셔닝하기 위해, 특히 냉각 및/또는 제습하도록 형성되어 있다.A
제2 증발기(13)는 앞쪽에 지지된 팽창 부재(14)와 함께 제2 유동 경로(12) 내에 배치되어 있으며, 상기 제2 유동 경로 또한 분기 지점(10)에서 합류 지점(11)까지 연장되고, 따라서 제1 유동 경로(9)에 평행하게 진행된다. 냉매 회로(2a)의 냉매-냉각제 열교환기로서 형성된 제2 증발기(13)는 열을 제2 냉각제 회로(4)에서 냉매 회로(2a)로 전달하도록 형성되어 있고, 이러한 경우 상기 제2 증발기는 상기 냉매 회로(2a)를 제2 냉각제 회로(4)와 열적으로 연결한다.A second evaporator (13) is arranged in a second flow path (12) with an expandable member (14) supported forward, said second flow path (12) also extending from a branch point (10) to a point of confluence (11) , thus running parallel to the
상기 팽창 부재(8, 14)들은 특히, 팽창 밸브로서 형성되어 있으며, 이러한 팽창 밸브에 의해서는 냉매의 질량 흐름이 유동 경로(9, 12)들을 통과하는 부분 질량 흐름들로 분할될 수 있다. 이 경우 증발기(7, 13)들을 통과하는 질량 흐름은 연속으로 0% 내지 100% 범위로 설정될 수 있다. 상기 부분 질량 흐름들은 합류 지점(11)에서 합쳐진다.The
상기 압축기(5)는 시스템(1a) 및 냉매 회로(2a)의 작동 모드에 따라 유동 경로(9, 12)들로부터 냉매를 흡인한다. 냉매 회로(2a)는 폐쇄되어 있다.The
서로 독립적으로 작동 가능하고 유체 기술상 서로 커플링되지 않은 2개의 냉각제 회로(3, 4)는 오로지 냉매 회로(2a)를 통해서만 서로 열적으로 연결된다.The two
제1 냉각제 회로(3)는 냉매용 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 외에, 특히 냉각제 펌프의 제1 이송 장치(30)와 열을 냉각제에서 주변 공기로 전달하기 위한 제1 냉각제-공기 열교환기(35)를 구비하여 형성되어 있다. 상기 제1 냉각제-공기 열교환기(35)는 시스템(1a)의 제1 주변 공기 열교환기로서 제1 유동 경로(32) 내에 배치되어 있으며, 이때 상기 제1 유동 경로는 분기 지점(31)에서 합류 지점(34)까지 연장된다.The
마찬가지로 분기 지점(31)에서 합류 지점(34)까지 연장되는, 제1 냉각제 회로(3)의 제2 유동 경로(33) 내에는 제2 냉각제-공기 열교환기(37)가 배치되어 있다. 가열 열교환기로서 작동하는 상기 제2 냉각제-공기 열교환기(37)는 열을 냉각제에서 객실용 유입 공기로 전달하도록 형성되어 있다.A second coolant-
유동 경로(32, 33)들의 분기 지점(31)은 특히, 3방향 밸브로서 형성되어 있으며, 이러한 3방향 밸브에 의해서는 냉각제의 질량 흐름이 유동 경로(32, 33)들을 통과하는 부분 질량 흐름들로 분할될 수 있다. 이 경우 냉각제-공기 열교환기(35, 37)들을 통과하는 질량 흐름은 연속으로 0% 내지 100% 범위로 설정될 수 있다. 상기 부분 질량 흐름들은 합류 지점(34)에서 합쳐진다.The branching
제1 냉각제 회로(3)의 작동 동안, 냉각제 냉각식 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 내에서, 냉매에서 냉각제로 전달되는 열은 필요에 따라 제1 가열 열교환기(37)에서는 냉각제에서 객실용 유입 공기로 전달되거나, 또는 제1 주변 공기 열교환기(35) 내에서는 냉각제에서 주변 공기로 전달된다. 제1 냉각제-공기 열교환기(35)에는 유동 방향(35)으로 주변 공기가 공급된다.During operation of the
제2 냉각제 회로(4)는 다수의 열원과 히트 싱크를 서로 연결한다. 따라서 제2 냉각제 회로(4)는 냉매용 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 외에, 특히 냉각제 펌프의 제2 이송 장치(40)와 열을 냉각제로 전달하기 위한 추가 가열 열교환기(41)를 구비하여 형성되어 있다. 상기 추가 가열 열교환기(41), 냉매-냉각제 열교환기(13) 및 이송 장치(40)는 냉각제가 연속해서 공급될 수 있도록 냉각제 회로(4) 내에 배치되어 있다. 상기 추가 가열 열교환기(41), 특히 저항 가열기(resistance heater)와 같은 전기 보조 히터(electrical auxiliary heater)에 의해서는, 냉각제로부터 배출되는 열과 불충분한 열이 필요할 경우 주변 공기 또는 구동 트레인의 컴포넌트들 및 전자 컴포넌트들로부터 추가로 열이 제공되고 열 수요 부족이 보상될 수 있다.A
제2 냉각제 회로(4)는 구동 트레인의 컴포넌트들을 냉각하기 위해 배터리 열교환기(42)를 구비하며, 이때 상기 배터리 열교환기는 제1 유동 경로(43) 내에 배치되어 있다. 상기 제2 냉각제 회로(4)의 제1 유동 경로(43)는 제1 연결 지점(44)에서 제2 연결 지점(45)까지 연장된다. 상기 배터리 열교환기(42)는, 열교환기를 통해 흐르는 냉각제의 열이 배터리, 특히 고전압 배터리에 의해 직접 전달되도록 형성되어 있다. 배터리 열교환기(42) 외에, 제2 냉각제 회로(4)는 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 하나 이상의 열교환기(46) 그리고 예를 들어, 자율 드라이브의 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 하나 이상의 열교환기(47)를 구비한다.The
냉각제로 전달되는 열, 예를 들어 구동 트레인의 컴포넌트들 및 배터리 또는 전자 컴포넌트들의 열은 마찬가지로 주변 공기로 전달될 수 있다. 제2 냉각제 회로(4)는 제3 냉각제-공기 열교환기(48)를 구비하며, 이러한 제3 냉각제-공기 열교환기는 시스템(1a)의 제2 주변 공기 열교환기(35)로도 작동된다. 상기 제1 냉각제 회로(3)의 제1 주변 공기 열교환기(35) 및 제2 냉각제 회로(4)의 제2 주변 공기 열교환기(48)는 주변 공기의 유동 방향(36)으로 직렬로 그리고 이에 따라 지정된 순서대로 차례로 주변 공기가 공급될 수 있도록 배치되어 있다.Heat transferred to the coolant, for example the components of the drive train and the battery or electronic components, can likewise be transferred to the ambient air. The
제1 유동 경로(43) 내에는 4방향 밸브로서 형성된 2개의 연결 지점(49, 50)이 배치되어 있으며, 이 경우 제1 연결 지점(49)은 연결 지점(44)과 배터리 열교환기(42) 사이에 그리고 제2 연결 지점(50)은 배터리 열교환기(42)와 연결 지점(45) 사이에 형성되어 있다. 상기 4방향 밸브(49, 50)들 사이에는 한편으로는 제2 유동 경로(51)가 배터리 열교환기(42)를 우회하는 바이패스로서 제공되어 있다. 다른 한편으로 4방향 밸브(49, 50)들 사이에서 연장되는 또 다른 유동 경로 내에는, 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46, 47)들 및 제2 주변 공기 열교환기(48)가 배치되어 있으며, 상기 열교환기(46, 47)들과 제2 주변 공기 열교환기(48)는 연속해서 차례로 냉각제가 관류할 수 있다.In the
제3 유동 경로(52)는 제2 냉각제 회로(4)의 제1 유동 경로(43)에 평행하게 형성되어 있으며, 상기 제3 유동 경로는 마찬가지로 제1 연결 지점(44)에서 제2 연결 지점(45)까지 연장된다. 제3 유동 경로(52) 내에는 객실용 유입 공기와 제2 냉각제 회로(4)의 냉각제 간의 열전달을 위해 제4 냉각제-공기 열교환기(53)가 배치되어 있다.A
다양한 관류 가능성 및 이와 더불어 히트 싱크 또는 열원으로서 열교환기의 다양한 작동 가능성을 구현하기 위해, 제2 냉각제 회로(4)는 또한, 제3 이송 장치(54), 특히 냉각제 펌프, 추가 연결 지점(55, 57, 59)들 그리고 추가 유동 경로(56, 58)들을 구비한다. 이 경우 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(55)은 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46, 47)들 사이에 그리고 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(57)은 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46)와 제2 주변 공기 열교환기(48) 사이에 배치되어 있다. 한편으로 연결 지점(45)과 다른 한편으로 연결 지점(55) 사이에는 제4 유동 경로(56)가 형성되어 있다. 제5 유동 경로(58)는 연결 지점(57)에서 연결 지점(59)까지 연장되고, 상기 연결 지점(59)은 재차 제4 유동 경로(56) 내에 배치되어 있다.In order to realize the different flow-through possibilities and, in addition, the different operability of the heat exchanger as heat sink or heat source, the
따라서 제2 냉각제 회로(4)는 폐회로(closed loop)로서 형성된 다수의 유동 경로를 가지며, 이들 유동 경로는 필요에 따라 접속 및 중단되고 공동으로 냉각제가 공급될 수 있으며, 이렇게 함으로써 다양한 열교환기들과 함께 여러 열원 및 히트 싱크가 사용될 수 있다. 가변적인 유동 경로들은 3방향 밸브 또는 4방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44, 49, 50, 55, 57)들의 위치에 의해서 스위칭된다.The
특히, 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한, 특히 냉각하기 위해 제2 냉각제 회로(4) 내에서 순환하는 냉각제는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)를 관류할 때 능동적으로 냉각 또는 템퍼링되거나 제3 냉각제-공기 열교환기(48)를 관류할 때 수동적으로 냉각 또는 템퍼링된다.In particular, the coolant circulating in the
열 시스템(1a)은 상기와 같이 예를 들어, 재열 모드 또는 열펌프 모드로 작동을 가능하게 하며, 이러한 작동에서는 제2 냉각제 회로(4)의 냉각제에 의해 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들로부터 흡수된 폐열이 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 내에서 냉매용 증발열로서 제공된다. 열 회수(heat recovery) 기능은 자동차의 전체 에너지 효율 및 열효율 향상에 도움을 준다.The
도 2는 도 1의 제1 열 시스템(1a)에 따른 객실용 유입 공기를 컨디셔닝하기 위한 제2 냉매 회로(2b) 그리고 제1 냉각제 회로(3) 및 제2 냉각제 회로(4)를 구비한 자동차의 제2 열 시스템(1b)을 도시한다. 시스템(1a, 1b)들의 냉각제 회로(3, 4)들은 동일하다. 시스템(1a, 1b)들의 동일한 컴포넌트들에는 동일한 도면 부호가 제공되었다.FIG. 2 shows a motor vehicle with a second
시스템(1a, 1b)들의 차이점은 냉매 회로(2a, 2b)들의 형성에 있다. 도 1의 시스템(1a)의 냉매 회로(2a)와 비교하면, 시스템(1b)의 냉매 회로(2b)는 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 추가 제2 냉매-공기 열교환기(15) 및 이러한 제2 냉매-공기 열교환기(15) 다음에 배치된 제3 팽창 부재(16)를 구비하여 형성되어 있다. 상기 제2 냉매-공기 열교환기(15) 그리고 이와 관련된, 팽창 밸브로서 형성된 제3 팽창 부재(16)는 압축기(5)와 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 사이에 배치되어 있다.The difference between the
각각 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6)와 제2 냉매-공기 열교환기(15)에 의해서는 고압 레벨로 있는 냉매의 열이 객실용 유입 공기로 그리고/또는 제1 냉각제 회로(3)의 냉각제로 전달될 수 있다. 상당한 압력 손실 없이 냉매를 통과시키기 위해, 열교환기들 사이에 배치된 그리고 팽창 부재로서 형성된 팽창 부재(16)는 이 경우 완전히 개방될 수 있거나, 또는 냉매 회로(2b)의 고압 레벨과 저압 레벨 사이에 있는 중간 압력 레벨을 조절하도록 설정될 수 있다. 따라서 객실용 유입 공기 및 제1 냉각제 회로(3)의 냉각제로 전달되는 열의 양이 목표한 바대로 조절될 수 있다.By means of a first refrigerant-
도 3에는 도 1의 열 시스템(1a, 1b)들에 따른 객실용 유입 공기를 컨디셔닝하기 위한 제3 냉매 회로(2c) 그리고 제1 냉각제 회로(3) 및 제2 냉각제 회로(4)를 구비한 자동차의 제3 열 시스템(1c)이 나타난다. 시스템(1a, 1b, 1c)들의 냉각제 회로(3, 4)들은 동일하다. 시스템(1a, 1b, 1c)들의 동일한 컴포넌트들에는 동일한 도면 부호가 제공되었다.3 shows a third refrigerant circuit 2c for conditioning the incoming air for the cabin according to the
시스템(1a, 1b, 1c)들의 차이점은 냉매 회로(2a, 2b, 2c)들의 형성에 있다. 도 2의 시스템(1b)의 냉매 회로(2a)와 비교하면, 시스템(1c)의 냉매 회로(2c)는 추가 내부 열교환기(17)를 구비하여 형성되어 있다.The difference between the
상기 내부 열교환기(17)는 고압측에서 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6)와 분기 지점(10) 및 이와 더불어 팽창 부재(8, 14)들 사이에 그리고 저압측에서는 합류 지점(11) 및 이와 더불어 증발기로서 작동하는 열교환기(7, 13)들과 압축기(5) 사이에 배치되어 있다. 내부 열교환기(17)에 의해서는 열이 냉매 회로(2c)의 고압측 냉매에서 냉매 회로(2c)의 저압측 냉매로 전달될 수 있으며, 이는 냉매 회로(2c)뿐만 아니라 시스템(1c)의 작동 효율을 추가로 증가시킨다.The
도 4 및 도 5에는 도 1 내지 도 3의 열 시스템(1a, 1b, 1c)들에 따른 객실용 유입 공기를 컨디셔닝하기 위한 제4 냉매 회로(2c)를 구비한 자동차의 제4 열 시스템(1d) 및 제5 열 시스템(1e)이 나타난다. 시스템(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)들의 냉각제 회로(3, 4)들은 동일하다. 시스템(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)들의 동일한 컴포넌트들에는 동일한 도면 부호가 제공되었다.4 and 5 show a fourth
한편으로 도 1 내지 도 3의 시스템(1a, 1b, 1c)들과 다른 한편으로 도 4 및 도 5의 열 시스템(1d, 1e)들의 차이점은 냉매 회로(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)들의 형성에 있다. 도 3의 시스템(1c)의 냉매 회로(2c)와 비교하면, 시스템(1d, 1e)들의 냉매 회로(2d, 2e)들은 각각 액체 냉매를 분리하고 수집하기 위한 어큐뮬레이터(18d, 18e)를 구비하여 형성되어 있다. 상기 어큐뮬레이터(18d, 18e)들은 각각 냉매 회로(2d, 2e)의 저압측에 제공되어 있다.The difference between the
이 경우 도 4에 따른 제4 냉매 회로(2d)의 어큐뮬레이터(18d)는 내부 열교환기(17)와 압축기(5) 사이에 배치되어 있고, 반면에 도 5에 따른 제5 냉매 회로(2e)의 어큐뮬레이터(18e)는 합류 지점(11) 및 이와 더불어 증발기로서 작동하는 열교환기(7, 13)들과 내부 열교환기(17) 사이에 배치되어 있다.In this case, the
도 1에 따른 냉매 회로(2a)를 구비한 열 시스템(1a)으로부터 출발하여, 첫 번째로 추가의 제2 냉매-공기 열교환기(15) 및 이와 관련된 제3 팽창 부재(16)의 형성, 두 번째로 내부 열교환기(17) 그리고 세 번째로 어큐뮬레이터(18d, 18e)의 형성과 배치와 같이 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)들의 각각의 상이한 컴포넌트들을 포함하여 언급된 컴포넌트들이 다른 조합으로도 결합될 수 있다. 예를 들어 냉매 회로는 내부 열교환기가 없는 상태로 어큐뮬레이터를 구비하여 형성될 수도 있다.Starting from the
도 6은 공기 조화 유닛(60) 내부에 있는 냉매-공기 열교환기(7, 15)들 그리고 객실용 유입 공기와 함께 열을 전달하기 위한 냉각제-공기 열교환기(37, 53)들의 배치를 나타낸다.6 shows the arrangement of the refrigerant-
상기 공기 조화 유닛(60)은 객실의 재순환 공기용 유입구(63)와 주변의 신선 공기용 유입구(64)를 갖는 하우징(61)을 포함한다. 상기 유입구(63, 64)들은 공기 안내 장치(65)에 의해, 필요에 따라 개방 또는 폐쇄되며, 이 경우 상기 유입구(63, 64)들의 유동 단면적은 연속으로 0% 내지 100% 범위에서 차단되거나 개방될 수 있다.The air conditioning unit (60) comprises a housing (61) having an inlet (63) for recirculation air in the cabin and an inlet (64) for ambient fresh air. The
송풍기(62)에 의해 상기 유입구(63, 64) 중 적어도 하나의 유입구를 통해 흡인된 공기 질량 흐름은 제일 먼저 제2 냉각제 회로(4)의 제4 냉각제-공기 열교환기(53)를 통과한 다음 냉매 회로(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)의 제1 증발기(7)를 통해 안내된다. 필요에 따라 그리고 공기 안내 장치(67), 특히 온도 플랩의 위치에 따라, 열교환기(7, 53) 관류 시 온도 조절된 공기는 한편으로는 제1 유동 경로로 흐를 수 있으며, 이때 가열 열교환기로서 작동하는 제1 냉각제 회로(3)의 제2 냉각제-공기 열교환기(37)를 통과한 다음 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 냉매 회로(2a, 2b, 2c, 2d, 2e)의 제2 냉매-공기 열교환기(15)를 통과하여 가열될 수 있다. 다른 한편으로 열교환기(7, 53) 관류 시 온도 조절된 공기는 제1 유동 경로에 대한 바이패스로서 형성된 제2 유동 경로로 안내될 수 있으며, 따라서 열교환기(15, 37)들의 옆을 지나쳐서 안내될 수 있다. 유동 경로들의 유동 단면적은 연속해서 0% 내지 100% 범위에서 폐쇄되거나 개방될 수 있다. 후속해서 유동 경로들을 통해 안내된 유입 공기의 질량 흐름들은 작동 모드에 따라 혼합되거나, 또는 혼합되지 않은 상태로 유동 방향(66)으로 객실 내로 안내된다.The air mass flow drawn by the
열 시스템(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 작동 모드에 따라 제2 냉각제 회로(4)의 제4 냉각제-공기 열교환기(53)는 객실 내로 유입되는 유입 공기를 냉각하거나 가열하기 위한 확장된 냉각제 기반 냉각 열교환기 또는 가열 열교환기로서 사용될 수 있다.Depending on the operating mode of the
도 7 내지 도 20에는 도 5의 열 시스템(1e)의 여러 작동 모드가 도시되어 있다. 냉매가 공급되는 냉매 회로(2e)의 컴포넌트들, 특히 해당 냉매 라인들은 이중선으로 표시되어 있다. 냉각제가 공급되는 냉각제 회로(3, 4)들의 컴포넌트들, 특히 해당 냉각제 라인들은 가는 선으로 표시된, 냉각제가 공급되지 않는 컴포넌트들에 비해 굵은 선으로 표시되어 있다.7-20 show several modes of operation of the
도 7에는 객실 유입 공기의 냉각 장치 모드 및 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 작동 시 도 5에 따른 열 시스템(1e)이 도시되어 있다.7 shows the
공기 조화 유닛(60)을 통해 안내된 객실용 유입 공기는 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기(7)의 전열 면적을 과류할 때 냉각된다. 제2 냉매-공기 열교환기(15)에는 유입 공기가 공급되지 않는데, 상기 유입 공기는 제2 유동 경로를 통해 열교환기(15, 37)를 우회하여 안내된다. 따라서 제2 냉매-공기 열교환기(15) 내에서는 열이 전달되지 않는다.The incoming air for the cabin, guided through the
제2 냉매-공기 열교환기(15)와 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 사이에 배치된 팽창 부재(16)는 완전히 개방되어 있으며, 그 결과 상기 팽창 부재(16)의 냉매가 압력 손실 없이 통과한다. 냉매에 의해 냉매 회로(2e)로부터 배출되는 열은 완전히 제1 냉각제 회로(3) 내에서 순환하는 냉각제로 전달된다. 제1 증발기(7)의 제1 팽창 부재(8) 내에서는 냉매가 저압 레벨로 팽창되고, 제1 증발기(7) 관류 시 열을 흡수하면서 증발된다. 제2 증발기(13)의 제2 팽창 부재(14)는 폐쇄되어 있다. 제2 증발기(13)에는 냉매가 공급되지 않는다.The
3방향 밸브로서 형성된 분기 지점(31)의 위치에 의해, 제1 냉각제 회로(3) 내에서 냉각제는 완전히 제1 유동 경로(32) 및 이와 더불어 제1 주변 공기 열교환기(35)를 통해 안내되며, 그 결과 냉매-냉각제 열교환기(6)에서 냉각제에 의해 흡수된 열이 완전히 주변 공기로 방출된다. 제2 유동 경로(33)는 폐쇄되어 있다.By virtue of the position of the
제2 냉각제 회로(4) 내에서 순환하는 냉각제는 제3 이송 장치(54)로부터 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46), 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47) 그리고 주변 공기 열교환기(48)를 통해 안내된다. 이 경우 각각 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 열이 배출되며, 이 열은 제2 주변 공기 열교환기(48)에서 완전히 주변 공기로 방출된다. 냉각제는 제2 유동 경로(51)를 통해 그리고 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 우회하여 안내된다. 제2 이송 장치(40)는 유휴 상태로 있다.The coolant circulating in the
도 8은 객실 유입 공기의 확장된 냉각 장치 모드, 그리고 도 7에 도시된 작동 모드와 유사하게 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)을 도시한다.FIG. 8 shows the
도 7에 따른 작동 모드와 달리, 제2 냉각제 회로(4)의 제2 이송 장치(40)도 작동 중이며, 그 결과 독립적인 2개의 유동 회로에서 상기 제2 냉각제 회로(4)가 냉각제의 의해 관류된다. 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44)의 위치에 의해, 제2 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제는 완전히 제3 유동 경로(52) 및 이와 더불어 제4 냉각제-공기 열교환기(53)를 통해 안내된다. 냉각제는 제4 냉각제-공기 열교환기(53)와 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 사이에서만 순환되고, 그 결과 냉각제-공기 열교환기(53)에서 객실용 유입 공기로부터 배출되어 냉각제에 의해 흡수된 열이 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 완전히 냉매로 방출된다.In contrast to the mode of operation according to FIG. 7 , the second conveying
공기 조화 유닛(60)을 통해 안내된 객실용 유입 공기는 전열 면적 및 냉각제-공기 열교환기(53) 그리고 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기(7)의 과류 시 냉각된다. 이 경우 유입 공기는 증발기(7) 내로 유입되기 이전에 냉각제-공기 열교환기(53)의 전열 면적 과류 시 예비 냉각된다.The inlet air for the cabin, guided through the
도 7에 따른 작동 모드와 달리, 제1 증발기(7)의 제1 팽창 부재(8)뿐만 아니라 제2 증발기(13)의 제2 팽창 부재(14)도 개방되어 있으며, 결과적으로 냉매의 질량 흐름이 제1 유동 경로(9)를 통과하는 부분 질량 흐름과 제2 유동 경로(12)를 통과하는 부분 질량 흐름으로 분할되어 각각 저압 레벨로 팽창된다. 냉매는 각각 증발기(7, 13) 관류 시 열을 흡수하면서 증발된다. 상기 유동 경로(9, 12)들을 통과하는 부분 질량 흐름들은 합류 지점(11)에서 혼합된다.In contrast to the mode of operation according to FIG. 7 , not only the
도 9에는 객실 유입 공기의 확장된 냉각 장치 모드 및 배터리의 능동 냉각 모드, 그리고 도 8에 도시된 작동 모드와 유사하게 구동 트레인의 다른 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)이 도시되어 있다.FIG. 9 shows the heat of FIG. 5 when operating in the extended cooling device mode of the cabin inlet air and the active cooling mode of the battery, and the passive cooling mode of other components and electronic components of the drive train similar to the operating mode shown in FIG. A
도 8에 따른 작동 모드와 달리, 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44)의 위치에 의해, 제2 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제가 제1 유동 경로(43) 및 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 통과하는 제1 부분 질량 흐름과 제3 유동 경로(52) 및 이와 더불어 제4 냉각제-공기 열교환기(53)를 통과하는 제2 부분 질량 흐름으로 분할된다. 냉각제는 한편으로는 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)와 다른 한편으로는 배터리 열교환기(42) 및 제4 냉각제-공기 열교환기(53) 사이에서 순환하며, 그 결과 상기 배터리 열교환기(42)에서 배터리로부터 뿐만 아니라 냉각제-공기 열교환기(53)에서 객실용 유입 공기로부터도 냉각제에 의해 흡수된 열이 냉매-냉각제 열교환기(13) 내에서 완전히 냉매로 방출된다. 냉각제의 부분 질량 흐름들은 연결 지점(45)에서 혼합된다.In contrast to the mode of operation according to FIG. 8 , by virtue of the position of the
냉매-냉각제 열교환기(13)는 객실용 유입 공기 및 배터리 냉각 모두를 위한 냉각 용량을 제공하는 방식으로 작동된다.The refrigerant-
도 10은 배터리의 능동 냉각 모드, 그리고 도 7에 도시된 작동 모드와 유사하게 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 부품들의 수동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)이 도시되어 있다.FIG. 10 shows the
도 7에 따른 작동 모드와 달리, 제2 냉각제 회로(4)의 제2 이송 장치(40)도 마찬가지로 작동 중이며, 그 결과 상기 제2 냉각제 회로(4)가 독립적인 2개의 유동 회로 내에서 냉각제에 의해 관류된다. 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44)의 위치에 의해, 제2 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제가 제1 유동 경로(43) 및 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 통해 안내된다. 냉각제는 배터리 열교환기(42)와 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 사이에서만 순환하며, 그 결과 배터리 열교환기(42)에서 배터리로부터 배출되어 냉각제에 의해 흡수된 열이 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 완전히 냉매로 방출된다.In contrast to the mode of operation according to FIG. 7 , the second conveying
도 7에 따른 작동 모드와 달리, 제1 증발기(7)의 제1 팽창 부재는 폐쇄되어 있고, 제2 증발기(13)의 제2 팽창 부재는 개방되어 있으며, 그 결과 제2 증발기(13)의 제2 팽창 부재(14) 내에서 냉매가 저압 레벨로 팽창되고, 상기 제2 증발기(13) 관류 시 열을 흡수하면서 증발된다. 제1 증발기(13)에는 냉매가 공급되지 않는다. 공기 조화 유닛(60)을 통해서는 객실용 공기가 안내되지 않는다.Unlike the operating mode according to FIG. 7 , the first expandable member of the
도면에 도시되지 않은 대안적인 작동 모드에 따르면, 제1 증발기(7)의 제1 팽창 부재(8) 및 제2 증발기(13)의 제2 팽창 부재(14) 모두가 개방되어 있으며, 그 결과 냉매의 질량 흐름이 제1 유동 경로(9)를 통과하는 부분 질량 흐름과 제2 유동 경로(12)를 통과하는 부분 질량 흐름으로 분할되고, 각각 증발기(7, 13) 관류 시 열을 흡수하면서 증발된다. 상기 유동 경로(9, 12)들을 통과하는 부분 질량 흐름들은 합류 지점(11)에서 혼합된다.According to an alternative operating mode not shown in the figure, both the first
공기 조화 유닛(60)을 통해 안내된 객실용 유입 공기는 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기(7)의 전열 면적의 과류 시 냉각된다.The incoming air for the cabin, guided through the
도 11에는 객실 유입 공기의 확장된 냉각 장치 모드, 그리고 도 8에 도시된 작동 모드와 유사하게 배터리, 구동 트레인의 컴포넌트들 그리고 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)이 도시되어 있다.FIG. 11 shows the
도 8에 따른 작동 모드와 달리, 제2 냉각제 회로(4) 내에서 순환하는 냉각제는 제3 이송 장치(54)로부터 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46), 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47), 제2 주변 공기 열교환기(48) 및 배터리 열교환기(42)를 통해 안내된다. 이 경우에는 각각 구동 트레인의 컴포넌트들, 전자 컴포넌트들 및 배터리의 열이 배출되며, 이 열은 제2 주변 공기 열교환기(48)에서 완전히 주변 공기로 방출된다. 결과적으로 도 8에 따른 작동 모드와의 차이점은, 냉각제가 제2 유동 경로(51)가 아니라, 제1 유동 경로(43) 및 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 통해 안내된다는 데 있다.In contrast to the mode of operation according to FIG. 8 , the coolant circulating in the
도 12는 객실 유입 공기의 재열 모드 그리고 배터리, 구동 트레인의 컴포넌트들 및 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)을 도시한다.FIG. 12 shows the
공기 조화 유닛(60)을 통해 안내된 객실용 유입 공기는 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기(7)의 전열 면적의 과류 시 냉각 및/또는 제습된다. 가열 열교환기로 작동되는, 제1 냉각제 회로(3)의 제2 냉각제-공기 열교환기(37) 및 제2 냉매-공기 열교환기(15) 모두에 제1 냉매-공기 열교환기(7)의 과류 시 온도 조절되는 유입 공기가 공급되고, 이 유입 공기는 제1 유동 경로를 통해 안내된다. 열교환기(15, 37)들을 우회하는 바이패스로서 형성된 제2 유동 경로는 적어도 부분적으로 폐쇄되어 있다. 객실로 유입되는 유입 공기는 냉각 및/또는 제습 후 원하는 온도로 가열된다. 제2 냉매-공기 열교환기(15)와 응축기/가스 냉각기로 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 사이에 배치된 팽창 부재(16)는 완전히 개방됨으로써 상기 팽창 부재(16)의 냉매가 압력 손실 없이 통과하거나, 또는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6)의 유입구 또는 유출구에서 중간 압력 레벨 또는 원하는 온도가 설정되도록 제어된다. 냉매에 의해 냉매 회로(2e)로부터 배출되는 열은 완전히 제1 냉각제 회로(3) 내에서 순환하는 냉각제에 전달된다. 제1 증발기(7)의 제1 팽창 부재(8)에서는 냉매가 저압 레벨로 팽창되고, 제1 증발기(7) 관류 시 열을 흡수하면서 증발된다. 제2 증발기(13)의 제2 팽창 부재(14)는 폐쇄되어 있다. 제2 증발기(13)에는 냉매가 공급되지 않는다.The incoming air for the cabin, guided through the
3방향 밸브로서 형성된 분기 지점(31)의 위치에 의해, 제1 냉각제 회로(3) 내에서 냉각제는 제1 유동 경로(32) 및 이와 더불어 제1 주변 공기 열교환기(35)를 통과하는 제1 부분 질량 흐름과 제2 유동 경로(33) 및 이와 더불어 제2 냉각제-공기 열교환기(37)를 통과하는 제2 부분 질량 흐름으로 분할되며, 그 결과 냉매-냉각제 열교환기(6)에서 냉각제에 의해 흡수된 열이 필요에 따라 주변 공기뿐만 아니라 객실용 유입 공기로도 방출된다.By virtue of the position of the
제2 냉각제 회로(4) 내에서 순환하는 냉각제는 제3 이송 장치(54)로부터 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46), 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47) 및 제2 주변 공기 열교환기(48) 그리고 배터리 열교환기(42)를 통해 안내된다. 이 경우에는 각각 구동 트레인의 컴포넌트들, 전자 컴포넌트들 및 배터리의 열이 배출되며, 이 열은 제2 주변 공기 열교환기(48)에서 완전히 주변 공기로 방출된다. 냉각제는 완전히 제1 유동 경로(43) 및 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 통해 안내된다. 제2 이송 장치(40)는 유휴 상태로 있다.The coolant circulating in the
도 13에는 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드 그리고 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)이 도시되어 있다.FIG. 13 shows the
공기 조화 유닛(60)을 통해 안내된 객실용 유입 공기는 제2 냉각제 회로(4)의 제4 냉각제-공기 열교환기(53)의 전열 면적 과류 시 냉각된다. 가열 열교환기로서 작동하는, 제1 냉각제 회로(3)의 제2 냉각제-공기 열교환기(37)뿐만 아니라 제2 냉매-공기 열교환기(15)에도 제4 냉각제-공기 열교환기(53) 과류 시 냉각된 유입 공기가 공급되며, 이 유입 공기는 제1 유동 경로를 통해 안내된다. 열교환기(15, 37)들을 우회하는 바이패스로서 형성된 유동 경로는 적어도 부분적으로 폐쇄되어 있다. 객실에 유입되는 유입 공기는 냉각 후 원하는 온도로 가열된다.The inlet air for the cabin, guided through the
제2 냉매-공기 열교환기(15)와 응축기/가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 사이에 배치된 팽창 부재(16)가 완전히 개방될 수 있으며, 그 결과 상기 팽창 부재(16)의 냉매가 압력 손실 없이 통과하거나, 또는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6)의 유입구 또는 유출구에서 중간 압력 레벨 또는 원하는 온도가 설정되도록 제어된다. 냉매에 의해 냉매 회로(2e)로부터 배출되는 열은 완전히 제1 냉각제 회로(3) 내에서 순환하는 냉각제에 전달된다. 제2 증발기(13)의 제2 팽창 부재(14)에서는 냉매가 저압 레벨로 팽창되고, 제2 증발기(13) 관류 시 열을 흡수하면서 증발된다. 제1 증발기(7)의 제1 팽창 부재(8)는 폐쇄되어 있다. 제1 증발기(7)에는 냉매가 공급되지 않는다.The
3방향 밸브로서 형성된 분기 지점(31)의 위치에 의해, 제1 냉각제 회로(3) 내에서 냉각제는 완전히 제2 유동 경로(33) 및 이와 더불어 제1 냉각제 회로(3)의 제2 냉각제-공기 열교환기(37)를 통해 안내되며, 그 결과 냉매-냉각제 열교환기(6)에서 냉각제에 의해 흡수된 열이 완전히 객실용 유입 공기로도 방출된다. 주변 공기 열교환기(35)를 갖는 제1 유동 경로(32)는 폐쇄되어 있다.By virtue of the position of the branching
제2 냉각제 회로(4) 내에서 순환하는 냉각제는 제3 이송 장치(54)로부터 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46), 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47) 및 제2 주변 공기 열교환기(48)를 통해 안내된다. 이 경우 각각 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 열이 배출되며, 이 열은 제2 주변 공기 열교환기(48)에서 완전히 주변 공기로 방출된다. 냉각제는 제2 유동 경로(51)를 통과하며, 따라서 배터리 열교환기(42)를 우회하여 안내된다.The coolant circulating in the
제2 냉각제 회로(4)의 제2 이송 장치(40) 또한 작동 상태로 있으며, 그 결과 상기 제2 냉각제 회로(4)가 2개의 독립적인 유동 회로로 냉각제에 의해 관류된다. 3방향 밸브로서 형성된 열결 지점(44)의 위치에 의해, 제2 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제는 완전히 제3 유동 경로(52) 및 이와 더불어 제4 냉각제-공기 열교환기(53)를 통해 안내된다. 냉각제가 제4 냉각제-공기 열교환기(53)과 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동되는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 사이에서만 순환됨으로써, 상기 냉각제-공기 열교환기(53)에서 객실용 유입 공기로부터 배출되어 냉각제에 의해 흡수된 열은 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 완전히 냉매로 방출된다. 객실용 유입 공기는 제2 냉각제 회로(4)의 냉각제용 열원으로서, 이와 더불어 제1 냉각제 회로(3)의 냉매 및 냉각제용 열원으로도 이용된다.The second conveying
또한, 필요에 따라 추가 열을 냉각제로 전달하기 위해 추가 가열 열교환기(41)가 작동될 수 있으며, 상기와 같은 추가 열은 후속해서 추가 증발열로서 냉매 회로(2e) 내에서 순환하는 냉매에 제공된다.Further, an additional
도 14는 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드, 배터리의 능동 냉각 모드 그리고 도 13에 도시된 작동 모드와 유사하게 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)을 도시한다.FIG. 14 shows the thermal system of FIG. 5 when operating in a heat pump mode and reheat mode of the cabin inlet air, an active cooling mode of the battery and a passive cooling mode of the electronic components and components of the drive train, similar to the operating mode shown in FIG. 13 ; (1e) is shown.
도 13에 따른 작동 모드와 달리, 3방향 밸브로서 형성된, 제2 냉각제 회로(4)의 연결 지점(44)의 위치에 의해, 제2 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제는 완전히 제1 유동 경로(43) 및 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 통해 안내된다. 상기 냉각제는 후속해서 배터리 열교환기(42)와 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 사이에서 순환되며, 그 결과 배터리 열교환기(42)에서 상기 배터리로부터 배출되고 냉각제에 의해 흡수된 열은 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 완전히 냉매로 방출된다. 배터리는 제2 냉각제 회로(4)의 냉각제용 열원으로서, 이와 더불어 제1 냉각제 회로(3)의 냉매 및 냉각제용 열원으로도 이용된다.In contrast to the operating mode according to FIG. 13 , by virtue of the position of the
도면에 도시되지 않은 대안적인 작동 모드에 따르면, 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44)의 위치에 의해, 제2 이송 장치(44)로부터 이송된 냉각제가 제1 유동 경로(43) 및 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 통과하는 제1 부분 질량 흐름 그리고 제3 유동 경로(52) 및 이와 더불어 제4 냉각제-공기 열교환기(53)를 통과하는 제2 부분 질량 흐름으로 분할된다. 냉각제는 한편으로는 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)와 다른 한편으로는 배터리 열교환기(42) 및 제4 냉각제-공기 열교환기(53) 사이에서 순환되며, 상기 배터리 열교환기(42) 내에서 배터리로부터 뿐만 아니라 냉각제-공기 열교환기(53)에서 객실용 유입 공기로부터도 냉각제에 의해 흡수된 열이 냉매-냉각제 열교환기(13) 내에서 완전히 냉매로 방출된다.According to an alternative operating mode not shown in the figure, by virtue of the position of the
상기 냉각제의 부분 질량 흐름들은 연결 지점(45)에서 혼합된다. 객실용 유입 공기뿐만 아니라 배터리도 제2 냉각제 회로(4)의 냉각제용 열원으로서, 이와 더불어 제1 냉각제 회로(3)의 냉매 및 냉각제용 열원으로도 이용된다.The partial mass flows of the coolant are mixed at the
도 15 및 도 16에는 각각 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드 그리고 도 13에 도시된 작동 모드와 유사하게 배터리 및 구동 트레인의 다른 컴포넌트들 그리고 전자 컴포넌트들의 능동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)이 각각 도시되어 있다. 도 13에 도시된 작동 모드와 같이 냉매 회로(2e)뿐만 아니라 제1 냉각제 회로(3)도 작동된다.15 and 16 show the heat pump mode and reheat mode of the cabin inlet air, respectively, and the heat of FIG. 5 when operating in the active cooling mode of the battery and other components of the drive train and electronic components similar to the operating mode shown in FIG. 13 , respectively.
도 13에 따른 작동 모드와 달리, 각각 제2 냉각제 회로(4)의 제2 이송 장치(40)만 작동되며, 반면에 제3 이송 장치는 유휴 상태에 있다. 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44)의 위치 및 제1 4방향 밸브로서 형성된 연결 지점(49)의 위치에 의해, 제2 이송 장치로부터 이송된 냉각제는 완전히 제1 유동 경로(43) 및 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 통해 안내된다. 또한, 제2 4방향 밸브로서 형성된 연결 지점(50)은, 냉각제가 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47)를 통해 안내되도록 설정되어 있다.Unlike the operating mode according to FIG. 13 , only the second conveying
도 15에 따른 작동 모드에서, 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(55)에서 냉각제는 제4 유동 경로(56)를 통과한 다음 연결 지점(45)을 거쳐 냉매-냉각제 열교환기(13)로 안내된다. 결과적으로 냉각제는 배터리 열교환기(42), 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47) 및 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 사이에서 순환되며, 그 결과 상기 배터리 열교환기(42)에서 배터리로부터 그리고 상기 열교환기(47)에서 전자 컴포넌트들로부터 배출되어 각각 냉각제에 의해 흡수된 열은 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 완전히 냉매로 방출된다. 배터리 및 전자 컴포넌트들은 제2 냉각제 회로(4)의 냉각제용 열원으로서, 이와 더불어 제1 냉각제 회로(3)의 냉매 및 냉각제용 열원으로도 이용된다.In the operating mode according to FIG. 15 , at the
도 16에 따른 작동 모드에서, 냉각제는 도 15에 따른 작동 모드와 비교하면, 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(55)에서 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46)를 통해 안내된다. 이어서 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(57)에서 냉각제는 제5 유동 경로(58)를 통해 제4 유동 경로(56)의 연결 지점(59)으로 그리고 연결 지점(45)을 거쳐 냉매-냉각제 열교환기(13)로 안내된다. 결과적으로 냉각제는 배터리 열교환기(42), 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47), 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46) 및 제2 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 사이에서 순환되며, 그 결과 배터리 열교환기(42)에서는 배터리로부터, 열교환기(47)에서는 전자 컴포넌트들로부터 그리고 열교환기(46)에서는 구동 트레인으로부터 배출되어 각각 냉각제에 의해 흡수된 열이 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 완전히 냉매로 방출된다. 상기 배터리, 전자 컴포넌트들 및 구동 트레인의 컴포넌트들은제2 냉각제 회로(4)의 냉각제용 열원으로서, 이와 더불어 제1 냉각제 회로(3)의 냉매 및 냉각제용 열원으로도 이용된다.In the operating mode according to FIG. 16 , compared to the operating mode according to FIG. 15 , the coolant is guided through a
도 16에 따른 작동 모드에서, 한편으로는 제2 이송 장치(40) 또는 제3 이송 장치(54)가 작동될 수 있고, 그리고 다른 한편으로는 두 이송 장치(40, 54)가 작동될 수 있다.In the operating mode according to FIG. 16 , on the one hand the
도 17은 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드 그리고 도 16에 도시된 작동 모드와 유사하게 구동 트레인의 컴포넌트들 및 전자 컴포넌트들의 능동 냉각 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1a)을 도시한다.FIG. 17 shows the
도 16에 따른 작동 모드와 달리, 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44) 및 제1 4방향 밸브로서 형성된 연결 지점(49)의 위치에 의해, 제2 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제가 완전히 제2 유동 경로(51) 및 이와 더불어 바이패스로 배터리 열교환기(42)를 우회하여 안내된다. 또한, 제2 4방향 밸브로서 형성된 연결 지점(50)은, 냉각제가 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47)를 통해 전달되도록 설정되어 있다.In contrast to the operating mode according to FIG. 16 , by virtue of the position of the
결과적으로 냉각제는 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47), 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46) 및 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 사이에서 순환되고, 그 결과 열교환기(47)에서는 전자 컴포넌트들로부터 그리고 열교환기(46)에서는 구동 트레인 컴포넌트들로부터 배출되어 각각 냉각제에 의해 흡수된 열이 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 완전히 냉매로 방출된다. 전기 컴포넌트들 및 구동 트레인의 컴포넌트들은 제2 냉각제 회로(4)의 냉각제용 열원으로서, 이와 더불어 제1 냉각제 회로(3)의 냉매 및 냉각제용 열원으로도 이용된다.As a result, the coolant is a
도 18에는 열원으로서 주변 공기를 포함하는 객실 유입 공기의 열펌프 모드와 재열 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)이 도시되어 있다. 냉매 회로(2e)와 제1 냉각제 회로(3) 모두 도 13에 도시된 작동 모드와 같이 작동된다.FIG. 18 shows the
도 13에 따른 작동 모드와 달리, 제2 냉각제 회로(4)의 제2 이송 장치(40)만 작동 상태이며, 반면에 제3 이송 장치(54)는 유휴 상태에 있다. 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44) 및 제1 4방향 밸브로서 형성된 연결 지점(49)의 위치에 의해, 제2 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제가 완전히 주변 공기 열교환기로서 작동하는 제3 냉각제-공기 열교환기(48)를 통해 안내된다. 이어서 냉각제는 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(57)에서 제5 유동 경로(58)를 통해 제4 유동 경로(56)의 연결 지점(59)으로 안내된 다음 연결 지점(45)을 경유하여 냉매-냉각제 열교환기(13)로 안내된다. 따라서 냉각제는 주변 공기 열교환기(48)와 냉매 회로(2e)의 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13) 사이에서 순환되고, 그 결과 주변 공기 열교환기(48)에서 주변 공기로부터 냉각제에 흡수된 열은 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 완전히 냉매로 방출된다. 주변 공기는 제2 냉각제 회로(4)의 냉각제용 열원으로서, 이와 더불어 제1 냉각제 회로(3)의 냉매 및 냉각제용 열원으로도 이용된다.In contrast to the operating mode according to FIG. 13 , only the second conveying
열 시스템(1e)은 예를 들어, 자동차가 주변이 저온 상태인 외부에서 장시간 정지하여 컴포넌트들이 주변 공기 온도와 동일한 온도를 가짐으로써 컴포넌트들의 폐열을 사용할 수 없는 경우, 우선적으로 도 18에 따른 작동 모드로 작동된다.The
도 19는 제2 냉각제 회로(4)의 추가 열교환기(41)의 작동과 함께 객실 유입 공기의 재열 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)을 도시한다. 냉매 회로(2e)의 압축기(5) 및 제1 냉각제 회로(3)의 이송 장치(30)는 유휴 상태에 있다. 냉매 회로(2e)에서는 냉매가 순환되지 않고, 제1 냉각제 회로(3)에서는 냉각제가 순환되지 않음으로써, 각각 열이 전달되지 않는다.FIG. 19 shows the
공기 조화 유닛(60)을 통해 안내된 객실용 유입 공기는 제2 냉각제 회로(4)의 제4 냉각제-공기 열교환기(53)의 전열 면적 과류 시 가열된다.The inlet air for the cabin, guided through the
제2 냉각제 회로(4) 내에서 순환하는 냉각제는 제2 이송 장치(40)에 의해 순환된다. 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44)의 위치에 의해 냉각제는 완전히 제3 유동 경로(52) 및 이와 더불어 제4 냉각제-공기 열교환기(53)를 통해 안내된다. 이어서 냉각제는 열을 흡수하기 위해 추가 가열 열교환기(41)를 통해 흐른다. 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)에 냉매가 공급되지 않기 때문에, 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 열이 전달되지 않으며, 그 결과 추가 가열 열교환기(41)에서 냉각제로부터 흡수된 열이 제4 냉각제-공기 열교환기(53)에서 완전히 객실용 유입 공기로 전달된다. 추가 가열 열교환기(41)는 객실용 유입 공기의 열원으로서 이용된다. 냉각제-공기 열교환기(53)는 유입 공기의 가열 열교환기로서 작동된다.The coolant circulating in the
열 시스템(1e)은 예를 들어, 자동차의 배터리가 전기 소켓에 연결되어 자동차가 멈춘 상태에서 충전되는 동안 객실 내 공기를 가열하기 위해서는 우선적으로 도 19에 따른 작동 모드로, 그리고 이와 더불어 예비 컨디셔닝 모드로 작동된다. 그러나 상기와 같은 작동 모드는 시스템(1e)의 작동 에너지 효율이 매주 중요하지 않은 경우에는 마찬가지로 객실 공기를 신속하게 가열하기 위해서도 이용될 수 있다.The
도 20에는 도 19에 도시된 작동 모드와 유사하게 제2 냉각제 회로(4)의 추가 열교환기(41)의 작동과 함께 배터리의 재열 모드로 작동 시 도 5의 열 시스템(1e)이 도시되어 있다. 냉매 회로(2e)의 압축기(50 및 제1 냉각제 회로(3)의 이송 장치(30)는 유휴 상태에 있다. 냉매 회로(2e)에서는 냉매가 그리고 제1 냉각제 회로(3)에서는 냉각제가 순환되지 않음으로써 각각 열이 전달되지 않는다.FIG. 20 shows the
도 19에 따른 작동 모드와 달리, 공기 조화 유닛(60)을 통해 안내된 객실용 유입 공기는 공기 조절되지 않고/않거나 상기 공기 조화 유닛(60)의 송풍기(62)가 유휴 상태에 있다.In contrast to the operating mode according to FIG. 19 , the incoming air for the cabin, guided through the air-
제2 냉각제 회로(4) 내에서 순환하는 냉각제는 제2 이송 장치(40)에 의해 순환된다. 3방향 밸브로서 형성된 연결 지점(44)의 위치에 의해, 냉각제는 완전히 제1 유동 경로(43)를 통해 그리고 이와 더불어 배터리 열교환기(42)를 통해 안내된다. 4방향 밸브로서 형성된 연결 지점(50)은, 열을 흡수하기 위해 냉각제가 후속해서 추가 가열 열교환기(41)를 통해 흐르도록 설정되어 있다. 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)에 냉매가 공급되지 않으므로, 냉매-냉각제 열교환기(13) 내에서 열이 전달되지 않으며, 그 결과 추가 열교환기(41)에서 냉각제에 의해 흡수된 열은 배터리 열교환기(42) 내에서 완전히 배터리로 전달된다. 추가 가열 열교환기(41)는 배터리용 열원으로서 이용된다.The coolant circulating in the
열 시스템(1e)은 예를 들면, 자동차의 배터리가 전기 소켓에 연결되고 자동차가 정지한 상태로 충전되는 동안 배터리를 직접 가열하기 위해 우선적으로 도 20에 따른 냉각 모드로 그리고 이에 따라 예비 컨디셔닝 모드로 작동된다. 상기와 같은 작동 모드는 특히, 주변 온도가 낮은 경우 정해진 온도 범위 내에서 유지되는 것이 필요하다. 또한, 배터리는 특히, 큰 열 질량으로 인해 축열기로 사용될 수 있다. 저장된 열은 후속해서 예를 들면, 열펌프 모드로 작동 시 냉매를 증발시키기 위한 열원으로서 사용될 수 있다.The
도 2 내지 도 4의 열 시스템(1b, 1c, 1d)들 또한, 도 5의 열 시스템(1e)의 도 7 내지 도 20에서 도시된 작동 모드로 작동될 수 있다. 또한, 도 1의 열 시스템(1a)은 도 5의 열 시스템(1a)의 도 7 내지 도 11 그리고 도 19 및 도 20에 도시된 작동 모드로 작동될 수 있다.The
1a - 1e: 시스템
2a - 2e: 냉매 회로
3: 제1 냉각제 회로
4: 제2 냉각제 회로
5: 냉매 회로의 압축기
6: 제1 냉매-냉각제 열교환기, 응축기/가스 냉각기
7: 제1 냉매-공기 열교환기, 제1 증발기
8: 제1 팽창 부재
9: 제1 유동 경로
10: 분기 지점
11: 합류 지점
12: 제2 유동 경로
13: 제2 냉매-냉각제 열교환기, 제2 증발기
14: 제2 팽창 부재
15: 제2 냉매-공기 열교환기, 응축기/가스 냉각기
16: 제3 팽창 부재
17: 내부 열교환기
18d, 18e: 어큐뮬레이터
30: 제1 냉각제 회로(3)의 제1 이송 장치
31: 분기 지점
32: 제1 유동 경로
33: 제2 유동 경로
34: 합류 지점
35: 제1 냉각제-공기 열교환기, 주변 공기 열교환기
36: 주변 공기의 유동 방향
37: 제2 냉각제-공기 열교환기, 가열 열교환기
40: 제2 냉각제 회로(4)의 제2 이송 장치
41: 추가 가열 열교환기
42: 배터리 열교환기
43: 제1 유동 경로
44, 55, 57: 연결 지점, 3방향 밸브
45, 59: 연결 지점
46: 구동 트레인 컴포넌트들의 열교환기
47: 자율 드라이브 전자 장치의 열교환기
48: 제3 냉각제-공기 열교환기, 주변 공기 열교환기
49: 연결 지점, 제1 4방향 밸브
50: 연결 지점, 제2 4방향 밸브
51: 제2 유동 경로
52: 제3 유동 경로
53: 제4 냉각제-공기 열교환기
54: 제2 냉각제 회로(4)의 제3 이송 장치
56: 제4 유동 경로
58: 제5 유동 경로
60: 공기 조화 유닛
61: 하우징
62: 송풍기
63: 재순환 공기 유입구
64: 신선 공기 유입구
65: 공기 안내 장치
66: 유입 공기의 유동 방향
67: 공기 안내 장치1a - 1e: system
2a - 2e: refrigerant circuit
3: first coolant circuit
4: Second coolant circuit
5: Compressor in the refrigerant circuit
6: first refrigerant-coolant heat exchanger, condenser/gas cooler
7: first refrigerant-air heat exchanger, first evaporator
8: first expandable member
9: first flow path
10: branch point
11: Confluence point
12: second flow path
13: second refrigerant-coolant heat exchanger, second evaporator
14: second expandable member
15: second refrigerant-air heat exchanger, condenser/gas cooler
16: third expandable member
17: internal heat exchanger
18d, 18e: Accumulator
30: first conveying device of the first coolant circuit (3)
31: branch point
32: first flow path
33: second flow path
34: confluence point
35: first coolant-air heat exchanger, ambient air heat exchanger
36: flow direction of ambient air
37: second coolant-air heat exchanger, heating heat exchanger
40: the second conveying device of the second coolant circuit (4)
41: additional heating heat exchanger
42: battery heat exchanger
43: first flow path
44, 55, 57: connection point, 3-way valve
45, 59: connection point
46: heat exchanger of drive train components
47: Heat exchanger of autonomous drive electronics
48: third coolant-air heat exchanger, ambient air heat exchanger
49: connection point, first 4-way valve
50: connection point, second 4-way valve
51: second flow path
52: third flow path
53: fourth coolant-air heat exchanger
54: the third conveying device of the second coolant circuit (4)
56: fourth flow path
58: fifth flow path
60: air conditioning unit
61: housing
62: blower
63: recirculation air inlet
64: fresh air inlet
65: air guide device
66: flow direction of incoming air
67: air guide device
Claims (20)
- 압축기(5), 응축기 또는 가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6), 앞쪽에 지지된 제1 팽창 부재(8)를 갖는 제1 증발기로서 작동하며 냉매와 객실용 유입 공기 사이에서 열을 전달하기 위한 제1 냉매-공기 열교환기(7) 그리고 앞쪽에 지지된 제2 팽창 부재(14)를 갖는 제2 증발기로서 작동하는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)를 구비한 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e), 그리고
- 상기 제1 냉매-냉각제 열교환기(6)를 구비한 제1 냉각제 회로(3) 및 상기 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)를 구비한 제2 냉각제 회로(4)를 포함하고,
- 상기 제1 냉각제 회로(3)는 열을 냉각제에서 주변 공기로 전달하기 위한 제1 냉각제-공기 열교환기(35) 및 객실용 유입 공기를 가열하기 위한 제2 냉각제-공기 열교환기(37)를 구비하고, 그리고
- 상기 제2 냉각제 회로(4)는 열을 냉각제에서 주변 공기로 전달하기 위한 제3 냉각제-공기 열교환기(48) 및 냉각제와 객실용 유입 공기 사이에서 열을 전달하기 위한 제4 냉각제-공기 열교환기(53)를 구비하고,
상기 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)가 객실용 유입 공기를 가열하기 위한 제2 응축기 또는 가스 냉각기로서 작동하는 제2 냉매-공기 열교환기(15)를 더 구비하고,
상기 제2 냉매-공기 열교환기는 제1 응축기 또는 가스 냉각기로서 작동하는 제1 냉매-냉각제 열교환기(6)와 상기 압축기(5) 사이에 배치되어 있고,
상기 제2 냉각제 회로(4)가 배터리 열교환기(42) 및 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46) 및 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47)를 구비하여 형성되어 있고, 상기 열교환기(42, 46, 47)들은 연속해서 차례로 또는 서로 독립적으로 냉각제가 공급될 수 있도록 배치되어 있고,
상기 제2 냉각제 회로(4)는, 제1 연결 지점(44)과 제2 연결 지점(45) 사이에서 연장되고, 상기 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)와 제2 이송 장치(40)가 구비되는 유동 경로; 상기 유동 경로와 평행하게 상기 제1 연결 지점(44)으로부터 상기 제2 연결 지점(45)까지 연장되고, 상기 배터리 열교환기(42)가 구비되는 제1 유동 경로(43); 상기 배터리 열교환기(42)를 우회하도록 상기 제1 연결 지점(44)과 상기 배터리 열교환기(42) 사이에 배치되는 연결 지점(49)으로부터 상기 배터리 열교환기(42)와 상기 제2 연결 지점(45) 사이에 배치되는 연결 지점(50)까지 연장되는 제2 유동 경로(51); 상기 제1 유동 경로에 평행하게 상기 제1 연결 지점(44)으로부터 상기 제2 연결 지점(45)까지 연장되고, 상기 제4 냉각제-공기 열교환기(53)가 배치되는 제3 유동 경로(52); 상기 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46)와 상기 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47) 사이에 배치되는 연결 지점(55)과 상기 제2 연결 지점(45) 사이에 형성되는 제4 유동 경로(56); 상기 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46)와 상기 제3 냉각제-공기 열교환기(48) 사이에 배치되는 연결 지점(57)으로부터 상기 제4 유동 경로(56) 내에 배치된 연결지점(59)까지 연장되는 제5 유동 경로(58); 상기 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46)와 상기 전자 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(47) 사이에 배치되는 연결 지점(55)로부터 상기 구동 트레인의 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열교환기(46)와 상기 제3 냉각제-공기 열교환기(48) 사이에 배치되는 연결 지점(57)까지 연장되는 유동 경로에 구비되는 제3 이송 장치(54);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열 시스템(1b, 1c, 1d, 1e).A thermal system for a motor vehicle (1b, 1c, 1d, 1e), comprising:
- a compressor (5), a first refrigerant-coolant heat exchanger (6) operating as a condenser or gas cooler, a first evaporator with a first expansion member (8) supported in the front and between the refrigerant and the incoming air for the cabin Refrigerant having a first refrigerant-air heat exchanger (7) for transferring heat from circuits 2b, 2c, 2d, 2e, and
- a first coolant circuit (3) with said first refrigerant-coolant heat exchanger (6) and a second coolant circuit (4) with said second refrigerant-coolant heat exchanger (13);
- said first coolant circuit (3) comprises a first coolant-air heat exchanger (35) for transferring heat from the coolant to the ambient air and a second coolant-air heat exchanger (37) for heating the inlet air for the cabin. provided, and
- said second coolant circuit 4 comprises a third coolant-air heat exchanger 48 for transferring heat from the coolant to the ambient air and a fourth coolant-air heat exchanger for transferring heat between the coolant and the inlet air for the cabin. having a group (53),
The refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) further comprises a second refrigerant-air heat exchanger (15) operating as a second condenser or gas cooler for heating the inlet air for the cabin,
said second refrigerant-air heat exchanger is arranged between said compressor (5) and a first refrigerant-coolant heat exchanger (6) operating as a first condenser or gas cooler,
The second coolant circuit (4) is formed with a battery heat exchanger (42) and a heat exchanger (46) for conditioning the components of the drive train and a heat exchanger (47) for conditioning the electronic components, the heat exchange The groups 42 , 46 , 47 are arranged in such a way that the coolant can be supplied in succession one after the other or independently of one another,
The second coolant circuit (4) extends between the first connection point (44) and the second connection point (45), and the second refrigerant-coolant heat exchanger (13) and the second conveying device (40) a flow path provided; a first flow path (43) extending from the first connection point (44) to the second connection point (45) parallel to the flow path and provided with the battery heat exchanger (42); the battery heat exchanger 42 and the second connection point from a connection point 49 arranged between the first connection point 44 and the battery heat exchanger 42 to bypass the battery heat exchanger 42 45) a second flow path 51 extending to a connection point 50 disposed therebetween; A third flow path (52) extending from the first connection point (44) to the second connection point (45) parallel to the first flow path and in which the fourth coolant-air heat exchanger (53) is arranged. ; a second connection point (45) and a connection point (55) disposed between a heat exchanger (46) for conditioning the components of the drive train and a heat exchanger (47) for conditioning the electronic components 4 flow path 56; a connection point disposed in the fourth flow path 56 from a connection point 57 disposed between the third coolant-air heat exchanger 48 and a heat exchanger 46 for conditioning the components of the drive train a fifth flow path 58 extending to 59); A heat exchanger 46 for conditioning the components of the drive train from a connection point 55 disposed between a heat exchanger 46 for conditioning the components of the drive train and a heat exchanger 47 for conditioning the electronic components ) and a third conveying device (54) provided in the flow path extending to a connection point (57) arranged between the third coolant-air heat exchanger (48); , 1c, 1d, 1e).
상기 제1 팽창 부재(8)를 갖는 제1 냉매-공기 열교환기(7)가 상기 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)의 제1 유동 경로(9) 내에 그리고 상기 제2 팽창 부재(14)를 갖는 제2 냉매-냉각제 열교환기(13)가 상기 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)의 제2 유동 경로(12) 내에 배치되어 있고, 상기 유동 경로들은 각각 분기 지점(10)에서 합류 지점(11)까지 연장되고, 서로 평행하게 배치되어 있으며, 그리고 개별적으로 또는 서로 동시에 냉매가 공급될 수 있도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 열 시스템(1b, 1c, 1d, 1e).According to claim 1,
A first refrigerant-air heat exchanger (7) with the first expandable member (8) is disposed in the first flow path (9) of the refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) and the second expandable member (14) A second refrigerant-coolant heat exchanger 13 having Thermal systems (1b, 1c, 1d, 1e), characterized in that they extend to the point of confluence (11), are arranged parallel to each other, and are formed so that the refrigerant can be supplied individually or simultaneously with each other.
상기 제1 냉각제 회로(3)의 제1 냉각제-공기 열교환기(35) 및 제2 냉각제-공기 열교환기(37)가 각각 유동 경로(32, 33) 내에 배치되어 있고, 이들 유동 경로는 각각 분기 지점(31)에서 합류 지점(34)까지 연장되고, 서로 평행하게 배치되어 있으며, 그리고 개별적으로 또는 서로 동시에 냉각제가 공급될 수 있도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 열 시스템(1b, 1c, 1d, 1e).According to claim 1,
A first coolant-air heat exchanger 35 and a second coolant-air heat exchanger 37 of the first coolant circuit 3 are arranged in flow paths 32 and 33, respectively, and these flow paths are respectively branched Thermal systems (1b, 1c, 1d, 1e).
상기 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)가 제3 팽창 부재(16)를 구비하고, 상기 제3 팽창 부재는 상기 제2 냉매-공기 열교환기(15)와 제1 냉매-냉각제 열교환기(6) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 열 시스템(1b, 1c, 1d, 1e).According to claim 1,
The refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) has a third expansion member (16), the third expansion member comprising the second refrigerant-air heat exchanger (15) and the first refrigerant-coolant heat exchanger ( 6) a thermal system (1b, 1c, 1d, 1e), characterized in that it is arranged between them.
공기 조화 유닛(60)이 하우징(61)을 통해 객실용 유입 공기를 이송하기 송풍기(62)를 구비하여 형성되어 있고, 상기 하우징(61)을 통과하는 유입 공기의 유동 방향(66)으로 상기 제4 냉각제-공기 열교환기(53) 및 제1 냉매-공기 열교환기(7)가 연속으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 열 시스템(1b, 1c, 1d, 1e).According to claim 1,
The air conditioning unit (60) is formed with a blower (62) for conveying the inlet air for the guest room through the housing (61), 4 Thermal system (1b, 1c, 1d, 1e), characterized in that the coolant-air heat exchanger (53) and the first refrigerant-air heat exchanger (7) are arranged in series.
상기 하우징(61)이 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로를 가지며, 이들 유동 경로는 서로 평행하게 배치되어 있으며 그리고 공기 안내 장치(67)에 의해 개별적으로 또는 서로 동시에 유입 공기가 공급되도록 형성되어 있으며, 상기 제1 유동 경로 내에서 유입 공기의 유동 방향(66)으로 제2 냉각제-공기 열교환기(37) 및 제2 냉매-공기 열교환기(15)가 배치되어 있고, 그리고 상기 제2 유동 경로가 상기 제1 유동 경로에 대해 바이패스로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 열 시스템(1b, 1c, 1d, 1e).9. The method of claim 8,
The housing (61) has a first flow path and a second flow path, which flow paths are arranged parallel to each other and are configured such that the incoming air is supplied individually or simultaneously with one another by means of an air guide device (67); , a second coolant-air heat exchanger 37 and a second coolant-air heat exchanger 15 are arranged in the flow direction 66 of the inlet air in the first flow path, and the second flow path is Thermal system (1b, 1c, 1d, 1e), characterized in that it is configured as a bypass to said first flow path.
객실 유입 공기의 냉각 장치 모드 및 구동 트레인의 컴포넌트들과 전자 컴포넌트들의 수동 냉각 모드 작동 시, 상기 유입 공기로부터 열을 흡수하기 위한 제1 증발기로서 작동하는 제1 냉매-공기 열교환기(7)를 갖는 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)의 제1 유동 경로(9)와 제2 증발기로서 작동하는 냉매-냉각제 열교환기(13)를 갖는 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)의 제2 유동 경로(12)에 냉매가 공급되며, 그리고 냉각제를 순환시키기 위한 2개의 이송 장치(40, 54)가 작동되고, 그리고 냉각제 회로(4)가 독립적인 2개의 유동 회로에서 냉각제에 의해 관류되도록 상기 냉각제 회로(4)의 연결 지점(44, 45, 49, 50, 55, 57)들이 설정되어 있으며,
- 제1 유동 회로에서 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제가 적어도 부분 질량 흐름으로서 상기 냉매-냉각제 열교환기(13)와 냉각제-공기 열교환기(53) 사이에서 순환됨으로써, 상기 냉각제-공기 열교환기(53)에서, 냉각제에 의해 유입 공기로부터 흡수된 열이 상기 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 냉매로 전달되고, 그리고
- 제2 유동 회로에서 이송 장치(54)로부터 이송된 냉각제가 구동 트레인의 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기(46), 전자 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기(47) 그리고 주변 공기로 열을 전달하기 위한 냉각제-공기 열교환기(48)를 통해서 연속해서 차례로 순환되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.10. Thermal system (1b, 1c, 1d, 1e) of a motor vehicle according to any one of claims 1, 7 to 9 for operation in cooling mode, heat pump mode and reheat mode of the cabin inlet air to be conditioned As a method of operation of
Having a first refrigerant-air heat exchanger (7) operating as a first evaporator for absorbing heat from the inlet air when operating in the cooling device mode of the cabin inlet air and in the passive cooling mode of the components and electronic components of the drive train; A second of the refrigerant circuits 2b, 2c, 2d, 2e having a first flow path 9 of the refrigerant circuits 2b, 2c, 2d, 2e and a refrigerant-coolant heat exchanger 13 acting as a second evaporator The flow path 12 is supplied with refrigerant, and the two conveying devices 40 , 54 for circulating the coolant are operated, and the coolant circuit 4 is flowed through by the coolant in two independent flow circuits. Connection points 44, 45, 49, 50, 55, 57 of the coolant circuit 4 are established,
- the coolant conveyed from the conveying device 40 in a first flow circuit is circulated between the refrigerant-coolant heat exchanger 13 and the refrigerant-air heat exchanger 53 as at least a partial mass flow, the coolant-air heat exchanger In (53), the heat absorbed from the incoming air by the coolant is transferred to the coolant in the coolant-coolant heat exchanger (13), and
- the coolant conveyed from the conveying device 54 in the second flow circuit is heated with a heat exchanger 46 for discharging the heat of the components of the drive train, a heat exchanger 47 for discharging the heat of the electronic components and into the ambient air A method of operating a thermal system, characterized in that it is continuously circulated in sequence through a coolant-air heat exchanger (48) for delivering
상기 제2 유동 회로에서 이송된 냉각제가 배터리 열교환기(42)를 우회하는 바이패스에서 안내되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.11. The method of claim 10,
A method of operating a thermal system, characterized in that the coolant conveyed in the second flow circuit is guided in a bypass bypassing the battery heat exchanger (42).
배터리의 능동 냉각 모드 작동 시, 상기 제1 유동 회로에서 이송된 냉각제가 적어도 부분 질량 흐름으로서 상기 냉매-냉각제 열교환기(13)와 배터리 열교환기(42) 사이에서 순환됨으로써, 상기 배터리 열교환기(42)에서 냉각제에 의해 상기 배터리로부터 흡수된 열이 상기 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 냉매로 전달되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.11. The method of claim 10,
In active cooling mode operation of the battery, the coolant conveyed in the first flow circuit is circulated between the refrigerant-coolant heat exchanger 13 and the battery heat exchanger 42 as at least a partial mass flow, whereby the battery heat exchanger (42) ), wherein the heat absorbed from the battery by the coolant is transferred to the coolant in the coolant-coolant heat exchanger (13).
배터리의 수동 냉각 모드 작동 시, 상기 제2 유동 회로에서 이송된 냉각제가 상기 열교환기(46, 47, 48)들에 직렬로 상기 배터리로부터 열을 배출하기 위한 상기 배터리 열교환기(42)를 통해 안내되는, 열 시스템의 작동 방법.11. The method of claim 10,
When the battery is operated in passive cooling mode, the coolant conveyed in the second flow circuit is guided through the battery heat exchanger 42 for dissipating heat from the battery in series with the heat exchangers 46 , 47 , 48 . being, how the thermal system works.
객실 유입 공기의 열펌프 모드 또는 재열 모드 작동 시, 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)의 냉매에 의해 유입 공기와 제2 냉각제 회로(4) 중 적어도 하나로부터 흡수된 열이 냉매-공기 열교환기(15)에서 상기 유입 공기와 냉매-냉각제 열교환기(6)에서 제1 냉각제 회로(3)의 냉각제 중 적어도 하나로 전달되고, 상기 제1 냉각제 회로(3)의 냉각제의 열 중 적어도 일부는 냉각제-공기 열교환기(37)에서 상기 유입 공기로 전달되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.10. A thermal system (1b, 1c; 1d, 1e) method of operation, comprising:
When the cabin inlet air is operated in the heat pump mode or the reheat mode, heat absorbed from at least one of the inlet air and the second coolant circuit 4 by the refrigerant in the refrigerant circuits 2b, 2c, 2d, 2e is exchanged between refrigerant and air. at least one of the inlet air in the unit 15 and the coolant in the first coolant circuit 3 in the refrigerant-coolant heat exchanger 6 , at least part of the heat of the coolant in the first coolant circuit 3 being transferred to the coolant - a method of operating a thermal system, characterized in that it is transferred from an air heat exchanger (37) to the inlet air.
상기 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)의 냉매-공기 열교환기(15)와 냉매-냉각제 열교환기(6) 사이에 배치된 팽창 부재(16)는, 냉매가 압력 손실 없이 상기 팽창 부재(16)를 통과하도록, 또는 상기 냉매-냉각제 열교환기(6)의 유입구 또는 유출구에서 냉각제의 온도가 조절되는 방식으로 냉매가 압력 레벨로 팽창되도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.15. The method of claim 14,
The expansion member 16 disposed between the refrigerant-air heat exchanger 15 and the refrigerant-coolant heat exchanger 6 of the refrigerant circuits 2b, 2c, 2d, 2e allows the refrigerant to pass through the expansion member ( 16) or at the inlet or outlet of the refrigerant-coolant heat exchanger (6), characterized in that the refrigerant is set to expand to a pressure level in such a way that the temperature of the refrigerant is regulated.
유입 공기의 재열 모드 작동 시, 상기 제2 냉각제 회로(4)의 제1 유동 회로에서 이송 장치(40)로부터 이송된 냉각제가 적어도 부분 질량 흐름으로서 냉매-냉각제 열교환기(13)와 냉각제-공기 열교환기(53) 상이에서 순환됨으로써, 상기 제4 냉각제-공기열교환기(53)에서 냉각제에 의해 유입 공기로부터 흡수된 열이 상기 냉매-냉각제 열교환기(13)에서 냉매로 전달되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.15. The method of claim 14,
When operating in the reheat mode of the incoming air, the coolant conveyed from the conveying device 40 in the first flow circuit of the second coolant circuit 4 is at least a partial mass flow in the refrigerant-coolant heat exchanger 13 and the coolant-air heat exchange. Heat, characterized in that by being circulated over the group (53), the heat absorbed from the incoming air by the coolant in the fourth coolant-air heat exchanger (53) is transferred to the coolant in the coolant-coolant heat exchanger (13). How the system works.
전자 컴포넌트들 및 구동 트레인의 컴포넌트들의 능동 냉각 모드 작동 시, 제2 냉각제 회로(4)의 제2 유동 회로에서 이송 장치(54)로부터 이송된 냉각제가 구동 트레인의 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기(46), 전자 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기(47) 및 주변 공기로 열을 전달하기 위한 냉각제-공기 열교환기(48)를 통해 연속해서 차례로 순환되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.15. The method of claim 14,
During active cooling mode operation of the electronic components and components of the drive train, the coolant conveyed from the conveying device 54 in the second flow circuit of the second coolant circuit 4 is a heat exchanger for discharging heat of the components of the drive train. (46) operation of a thermal system, characterized in that it is circulated in succession through a heat exchanger (47) for discharging the heat of the electronic components and a coolant-air heat exchanger (48) for transferring heat to the ambient air Way.
배터리, 전자 컴포넌트들 및 구동 트레인의 컴포넌트들의 능동 냉각 모드 작동 시, 제2 냉각제 회로(4)에서 이송된 냉각제가 구동 트레인의 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기(46), 전자 컴포넌트들의 열을 배출하기 위한 열교환기(47) 및 상기 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)의 냉매로 열을 전달하기 위한 냉매-냉각제 열교환기(13)를 통해 연속해서 차례로 순환되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.15. The method of claim 14,
During active cooling mode operation of the battery, electronic components and components of the drive train, the coolant conveyed in the second coolant circuit 4 heats up the heat exchanger 46 for discharging the heat of the components of the drive train, the heat of the electronic components Heat, characterized in that it circulates in succession through a heat exchanger (47) for discharging and a refrigerant-coolant heat exchanger (13) for transferring heat to the refrigerant in the refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) How the system works.
열원으로서 주변 공기에 의한 작동 시, 제2 냉각제 회로(4)에서 이송된 냉각제가 주변 공기로부터 열을 흡수하기 위한 냉각제-공기 열교환기(48) 및 상기 냉매 회로(2b, 2c, 2d, 2e)의 냉매로 열을 전달하기 위한 냉매-냉각제 열교환기(13)를 통해 순환되는 것을 특징으로 하는, 열 시스템의 작동 방법.15. The method of claim 14,
A coolant-air heat exchanger 48 and said refrigerant circuits 2b, 2c, 2d, 2e for absorbing heat from the ambient air by the coolant conveyed in the second coolant circuit 4 when operated with ambient air as a heat source A method of operating a thermal system, characterized in that it is circulated through a refrigerant-coolant heat exchanger (13) for transferring heat to the refrigerant of
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