WO2014086442A1 - Vehicle air conditioning unit - Google Patents

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WO2014086442A1
WO2014086442A1 PCT/EP2013/003182 EP2013003182W WO2014086442A1 WO 2014086442 A1 WO2014086442 A1 WO 2014086442A1 EP 2013003182 W EP2013003182 W EP 2013003182W WO 2014086442 A1 WO2014086442 A1 WO 2014086442A1
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WO
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coolant
circuit
subcooler
refrigerant
condenser
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/003182
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German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Harm
Oliver Wagner
Original Assignee
Daimler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3228Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32281Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising a single secondary circuit, e.g. at evaporator or condenser side
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00928Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle air conditioning system having the features of the preamble of claim 1.
  • a refrigerant circuit that is, a heat pump cycle, which can be shortened referred to as a heat pump.
  • a heat pump cycle ie a refrigerant circuit, includes a
  • Refrigerant compressor in which a gaseous refrigerant is compressed to increase the temperature therein.
  • the heat introduced into the refrigerant by means of the refrigerant compressor can be withdrawn from the refrigerant by condensing the refrigerant.
  • the liquid refrigerant can now be evaporated again with the help of an evaporator, whereby the refrigerant Heat is supplied.
  • the vaporized refrigerant then returns to the refrigerant compressor.
  • the heat can be transferred by means of the evaporator from a first system to the refrigerant of the refrigerant circuit.
  • this heat can be brought to a higher temperature level with relatively little effort.
  • the heat of the refrigerant can then be transferred to a second system via the condenser. Since with the help of the heat pump, the temperature level between the first system and the second system can be changed, it is ultimately possible, for. B. supply waste heat from a first system in a second system to a higher temperature. Compared to the heat obtained in the second system, the cost of the refrigerant compressor is low.
  • the coefficient called CoP as the ratio of heat received in the second system, to
  • an air conditioning system for a motor vehicle which comprises a refrigerant circuit and a coolant circuit.
  • the refrigerant circuit circulates a refrigerant.
  • the refrigerant circuit has a refrigerant compressor and a
  • Coolant circuit has a coolant pump and a heating heat exchanger for heating a Schubuchstroms. Furthermore, the refrigerant circuit and the coolant circuit are thermally coupled to one another via the condensation device. In other words, the refrigerant circuit or the refrigerant can transfer heat to the coolant circuit or to the coolant via the condensation device.
  • the refrigerant circuit or the refrigerant can transfer heat to the coolant circuit or to the coolant via the condensation device.
  • Vehicle air conditioning system is the condensation device as one piece
  • Condenser divided into three components, namely a desuperheater, a condenser and a subcooler. With respect to the flow direction of the refrigerant, the condenser is downstream of the desuperheater and upstream of the subcooler in the
  • Refrigerant circuit arranged.
  • a heat storage of the building heating is thermally coupled via a first transmission circuit with the desuperheater and via a separate second transmission circuit with the
  • a third separate transmission circle is according to Art a series circuit with the subcooler and the evaporator thermally coupled.
  • a heat source heat exchanger is also arranged to the respective heat source, for. B. ambient air to be able to withdraw energy.
  • Vehicle air conditioning system the two circuits are thermally coupled to one another via an evaporator of the refrigerant circuit.
  • the present invention deals with the problem for a
  • Vehicle air conditioning system to provide an improved embodiment, which is characterized in particular by an increased energy efficiency.
  • the invention is based on the general idea of subdividing the condensation device into three components, namely a desuperheater, a condenser and a subcooler, wherein the coolant circuit is thermally coupled to all three components. Due to the subdivision of the condensation device in the desuperheater, the condenser and the subcooler, the three components can each be optimally for the volume flows occurring in the respective application and
  • the desuperheater can be optimized so that as much sensitive heat as possible can be removed from the gaseous refrigerant.
  • a refrigeration circuit side piping is on the comparatively large
  • the capacitor may be optimized for a latent heat output.
  • the cooling circuit side piping can take into account a reduction of the volume flow of the incoming gaseous refrigerant to the exiting liquid refrigerant.
  • the subcooler can be optimized for delivering sensible heat from the liquid refrigerant.
  • the cooling-circuit side piping is adapted to the comparatively small volume flows of the liquid refrigerant.
  • the cooling circuit is thermally coupled both to the heater and the condenser and to the subcooler. As a result, heat can be supplied to the coolant in three stages, as a result of which the heat transfer between the two circuits via the condensation device can be realized particularly efficiently.
  • an interconnection for the fluidic coupling of the coolant circuit with the condensation device between a Walkerschalt too and a cooling switching position can be switched.
  • Switch positions differ by different fluidic couplings of the coolant circuit with the desuperheater, the condenser and the subcooler. In this way, can be set for the heat transfer to the coolant circuit at least two different operating conditions, namely with the Schuschalt too one hand, and with the cooling switch position on the other. In this way, the vehicle air conditioning system presented here for these two different operating conditions, namely with the Schuschalt too one hand, and with the cooling switch position on the other. In this way, the vehicle air conditioning system presented here for these two different
  • connection encompasses the line elements leading to the respective fluidic coupling, such as lines, tubes and channels.
  • the interconnection can lead the coolant circuit in the Schuschalt ein successively through the subcooler, the condenser and the desuperheater, so that in the heating operation of the air conditioning system of the subcooler, the condenser and the desuperheater are flowed through by the coolant in succession.
  • the interconnection can lead the coolant circuit in the cooling switch position parallel through the subcooler, the condenser and the desuperheater, so that in the cooling mode of the air conditioning system of the subcooler, the
  • Coolant circuit causes, can be set a particularly high volume flow in the coolant, whereby an increased amount of heat can be dissipated through the coolant circuit. As a result, a corresponding amount of heat can be withdrawn with the aid of the refrigerant circuit of a heat source to be cooled in cooling operation in order to effect efficient cooling there.
  • the heat source may be, for example, a main battery of an electric vehicle or hybrid vehicle.
  • power electronics or a drive motor can serve as a heat source in such a vehicle.
  • a heat exchanger for cooling a cooling air flow the one
  • Passenger compartment is supplied to form a heat source.
  • the interconnection in a first connecting line fluidically connecting the subcooler to the condenser may include a nonreturn stop valve which blocks in the heating switched position and in which
  • Cooling switch position opens.
  • the check valve is so in the first
  • the interconnection in a condenser to the desuperheater fluidly connecting the second connecting line may include a controllable shut-off valve which is locked in the Schuschaltwolf and open in the cooling switching position.
  • a controller for switching the interconnection between the Schuschalt too and the cooling switching position provided be.
  • This control is coupled to the coolant pump, so that the controller can control the coolant pump to the pumped by the coolant pump
  • volume flow of the coolant to change or adjust. Furthermore, the
  • Control suitably programmed and / or configured so that it controls the coolant pump for setting a smaller volume flow in the Schuschaltgnagna than in the cooling switch position.
  • the components of the condensation device are expediently optimized for the Schuschaltgnagna, so that in the then existing series circuit, a predetermined volume flow in the coolant can be realized, which ensures sufficient heat absorption in the coolant.
  • the aim here is the highest possible temperature in the coolant in order to achieve the heating of the heating air flow as efficiently as possible in the heating heat exchanger. In the cooling switch position, however, can be due to the parallel arrangement of the components of the
  • Condenser realize a significantly higher volume flow in the coolant, which is achieved by a corresponding control of the coolant pump, so that ultimately can be transmitted to the coolant and discharged over the high volume flow comparatively much heat.
  • the coolant circuit can have a controllable bypass which bypasses the heating heat exchanger and which is open at least in the cooling switched position and is locked at least in the heating switched position.
  • an electric heater may be arranged in the coolant circuit, with respect to the flow direction of the
  • Coolant is arranged in the coolant circuit upstream of the heating heat exchanger.
  • the heater is in the coolant circuit between the
  • Heating heat exchanger and the coolant pump With the help of the auxiliary heater can, if necessary In addition, heat is introduced into the coolant, if the over the
  • Heat supplied to the refrigerant circuit should not be sufficient to effect the desired heating of the heating air flow.
  • Fig. 1 is a greatly simplified schematic diagram of a schematic
  • FIG. 2 shows an illustration as in FIG. 1, but during a cooling operation.
  • a vehicle air-conditioning installation comprises a coolant circuit 2 and a coolant circuit 3.
  • a coolant circulates in the coolant circuit 2.
  • the refrigerant circuit 2 includes a refrigerant compressor 4 and a condensation device 5, which is arranged downstream of the refrigerant compressor 4 in the refrigerant circuit 2 with respect to a flow direction 6 of the refrigerant, which is indicated by arrows in the figures.
  • the refrigerant circuit 2 also has a conventional evaporator, not shown here, which is coupled to a heat source to evaporate the refrigerant. Said evaporator is in the refrigerant circuit 2 between the
  • Condenser 5 and the refrigerant compressor 4 is arranged downstream of the condensation device 5 and upstream of the evaporator usually a throttle device, not shown here, is present, against which the
  • the coolant circuit 3 contains a coolant pump 7 for driving the coolant, wherein a flow direction 8 indicated by arrows in FIGS. 1 and 2 is established for the coolant. Further, the coolant circuit 3 includes a.
  • Heating heat exchanger 9 by means of which a Walkerluftstrom 10 can be heated, with which the heating heat exchanger 9 can be acted upon.
  • This Schubuchstrom 10 is indicated in Figure 1 by arrows and can be supplied, for example, a passenger compartment of the vehicle.
  • the refrigerant circuit 2 and the coolant circuit 3 are thermally coupled to one another via the condensation device 5. Accordingly, the condensation device 5 is also integrated in the coolant circuit 3.
  • the condensation device 5 is divided in terms of their heat transfer function into three components, namely a desuperheater 11, a condenser 12 and a subcooler 13.
  • these three components 11, 12, 13 are arranged in series, such that first the desuperheater 11 is flowed through in that then the condenser 12 is flowed through and finally the subcooler 13 is flowed through.
  • the coolant circuit 3 is now thermally coupled with all three components 11, 12, 13.
  • this interconnection 14 comprises a first desalting line 15, which supplies an inlet of the coolant to the
  • Desuperheater 11 represents a second dewatering line 16, which represents a drain of the coolant from the desuperheater 11. Furthermore, a first subcooler line 17, which represents an inlet to the subcooler 13 for the coolant, and a second subcooler line 18, which represents an outflow from the subcooler 13 for the coolant, are provided. Furthermore, a first capacitor line 19 and a second capacitor line 20 are provided, which also serve as inlet and outlet for the coolant to the condenser 12 and the condenser 12. Furthermore, the interconnection 14 comprises a first inlet 21 and a second inlet 22 which are in fluid communication with the first desuperheater conduit 15, the first subcooler conduit 17 and the first condenser conduit 19. Furthermore, the interconnection 14 has an outlet 23 which communicates with the second desalting line 16, the second subcooler line 18 and the second
  • Capacitor line 20 is fluidly connected.
  • a first connection line 24 fluidly connects on an inlet side having the inlets 21, 22
  • a second connecting line 25 fluidly connects the desuperheater 11 to the condenser 12 on an outlet side having the outlet 23.
  • a third connecting line 26 is again arranged on the inlet side and fluidically connects the condenser 12 to the desuperheater 11.
  • a Fourth connection line 27 is arranged on the outlet side and fluidly connects the subcooler 13 to the condenser 12. More specifically, the first one connects
  • Connecting line 24 the first capacitor line 19 with the first subcooler line 17.
  • the second connecting line 25 connects the second Enthitzertechnisch 16 with the second capacitor line 20.
  • the third connecting line 26 connects the first Enthitzertechnisch 5 with the first capacitor line 19.
  • the fourth connecting line 27 connects the second subcooler line 18 with the second capacitor line 20th
  • the interconnection 14 is switchable between a Walkerschaltwolf shown in Figure 1 and a cooling switch position shown in Figure 2.
  • the two switching positions differ from each other by different fluidic couplings of the coolant circuit 3 with the individual components 11, 12, 13 of the
  • Coolant circuit 3 successively through the subcooler 13, the condenser 12 and the desuperheater 11.
  • Flow direction 8 of the coolant is the capacitor 12 upstream of the
  • Condenser 5 sets a flow according to the countercurrent principle. In this heating operation, a comparatively high end temperature can be achieved at the outlet 23 for the cooling medium. As a result, the heating air flow 10 can be heated in the heating heat exchanger 9 with high efficiency.
  • Coolant circuit 3 in this case in parallel through the subcooler 13, the condenser 12 and the desuperheater 11.
  • the subcooler 13 the condenser 12 and the desuperheater 11 are flowed through in parallel by the coolant.
  • This parallel flow allows a comparatively large volume flow in the coolant, whereby in cooling operation comparatively much heat from Refrigeration circuit 2 can be transferred to the cooling circuit 3.
  • a corresponding amount of heat can thus be delivered to an environment of the vehicle via an ambient heat exchanger thermally coupled to the coolant circuit 3.
  • Components 11, 12, 13 are flowed through in series by the refrigerant.
  • the coolant circuit 3 can in particular for cooling a main battery or
  • the coolant circuit can cool a power electronics and / or a drive motor of the vehicle.
  • the coolant circuit 3 has a corresponding thermal coupling to the components of the vehicle, which are not shown here. Further, in the coolant circuit 3 a here also not shown cooler, so a heat exchanger may be arranged, which can be acted upon by an ambient air flow to transfer heat from the coolant to the environment and thus to cool the coolant.
  • the outlet 23 is connected via a line 29, in which the coolant pump 7 and the heating heat exchanger 9 are arranged, to a return 30 of the coolant circuit 3, which leads in particular to the above-mentioned radiator.
  • a return line 31 which is connected downstream of the heating heat exchanger 9 to the line 29 and leads bypassing the return line 30 to the second inlet 22 of the interconnection 14.
  • This return line 31 can be opened and closed by means of a switching valve 32, which is arranged in the return line 31 for this purpose.
  • a switching valve 32 which is arranged in the return line 31 for this purpose.
  • another switching valve 33 is provided in order to block the return 30 for this case.
  • open return line 31 is a self-contained circle for the Circulation of the coolant created, which is virtually decoupled from the flow 28 and the return 30.
  • the coolant flows in the heating mode of the
  • Coolant pump 7 through the heating heat exchanger 9, through the return line 31 to the second inlet 22. From there, the coolant flows through the first subcooler 17 to the subcooler 13, through the second subcooler 18, the fourth
  • Non-return valve 34 can be flowed through and the check valve 35 is opened, while the return line 31 is locked at the same time.
  • the coolant then flows from the flow 28 to the first inlet 21, from where it flows via the first desalting line 15 to the desuperheater 11 and via the third connecting line 26 and the first condenser line 12 to the condenser 12 and via the first connecting line 24 and the first
  • Subcooler 17 to the subcooler 13 passes. After the three components 11, 12, 13, the second subcooler line 18, the second capacitor line 20 and the second dewatering line 16 via the fourth connecting line 27 and the second
  • Cooling operation generates a larger volume flow in the coolant than in heating mode.
  • the increased volume flow is possible by the parallel arrangement of the three components 11, 12, 13 in the coolant circuit 3 and leads to a higher heat transfer to the coolant circuit 3.
  • a controller 36th In order to control the coolant pump 7 and the controllable actuators of the coolant circuit 3 accordingly, is a controller 36th
  • Coolant circuit 3 is connected. However, corresponding control lines are not shown here for the sake of clarity.
  • the coolant circuit 3 may have a bypass 37 which bypasses the heating heat exchanger 9 and with the aid of another
  • Control valve 38 can be controlled. In particular, in the cooling operation shown in Figure 2, the bypass 37 is opened, so that no flow through the
  • Heating heat exchanger 9 takes place. Further, according to Figures 1 and 2, in the refrigerant circuit 2 between the condenser 12 and the subcooler 13, a refrigerant collector 39 may be arranged, intercepted in the gaseous refrigerant and excess liquid refrigerant can be stored. Alternatively, it is also possible in principle, the
  • Refrigerant collector 39 to be integrated into the condenser 12.
  • an electric heater 40 is additionally arranged in the coolant circuit 3.
  • the heater 40 is doing with respect to
  • Heating heat exchanger 9 arranged.
  • the bypass 37 is positioned here so that it also bypasses the heater 40.
  • the bypass 37 is the input side between the
  • Coolant pump 7 and the heater 40 to the coolant circuit 3 and connected to the line 29.

Abstract

The present invention relates to a vehicle air conditioning unit (1), particularly for a hybrid vehicle or electric vehicle, with a refrigerant circuit (2) in which a refrigerant circulates and which has a refrigerant compressor (4) and a condensing device (5), and with a coolant circuit (3) in which a coolant circulates and which has a coolant pump (7) and a heat exchanger (9) for heating a stream of heating air (10), wherein the refrigerant circuit (2) and the coolant circuit (3) are thermally coupled to one another via the condensing device (5). Improved efficiency results if the condensing device (5) has a desuperheater (11), a condenser (12) and a subcooler (13), if the condenser (12) is arranged downstream of the desuperheater (11) and upstream of the subcooler (13) with regard to a flow direction (6) of the refrigerant in the refrigerant circuit (2), and if the coolant circuit (3) is thermally coupled to the desuperheater (11), to the condenser (12) and to the subcooler (13).

Description

Fahrzeugklimatisierungsanlage  Vehicle air conditioning
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimatisierungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The present invention relates to a vehicle air conditioning system having the features of the preamble of claim 1.
In Fahrzeugen ist es häufig erforderlich, Aggregate des Fahrzeugs, die während des Betriebs warm werden, zu kühlen. Ferner ist es, abhängig von der Umgebungstemperatur des Fahrzeugs, erwünscht, einen Passagierraum des Fahrzeugs zu kühlen oder zu heizen. Das Heizen, also das Zuführen von Wärme und das Kühlen, also das Abführen von Wärme können allgemein auch als Klimatisierung bezeichnet werden, bei der bedarfsabhängig Wärme zu- bzw. abgeführt wird. Um den energetischen Wirkungsgrad des Fahrzeugs zu verbessern, wird versucht, die Klimatisierung möglichst effizient durchzuführen. Dies gilt sowohl für Kraftfahrzeuge, die eine Brennkraftmaschine als Hauptantriebsaggregat aufweisen, als auch für Fahrzeuge mit Elektroantrieb. Bei Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen ist eine effiziente Klimatisierung von erhöhter Bedeutung, da in der Regel keine Brennkraftmaschine mit Wärmeüberschuss oder Leistungsüberschuss zur Verfügung steht. Die ohnehin begrenzte Reichweite von Elektrofahrzeugen bzw. von Hybridfahrzeugen im elektrischen Antriebsmodus wird durch zusätzliche Verbraucher elektrischer Energie signifikant reduziert. In vehicles, it is often necessary to cool aggregates of the vehicle which become warm during operation. Further, depending on the ambient temperature of the vehicle, it is desired to cool or heat a passenger compartment of the vehicle. The heating, that is, the supply of heat and cooling, so the removal of heat can be generally referred to as air conditioning in the demand-dependent heat is added or removed. In order to improve the energy efficiency of the vehicle, an attempt is made to perform the air conditioning as efficiently as possible. This applies both to motor vehicles, which have an internal combustion engine as the main drive unit, as well as for vehicles with electric drive. For electric vehicles and hybrid vehicles, efficient air conditioning is of greater importance, since as a rule no internal combustion engine with excess heat or excess power is available. The already limited range of electric vehicles or hybrid vehicles in the electric drive mode is significantly reduced by additional consumers of electrical energy.
Um die Effizienz der Fahrzeugklimatisierung, insbesondere bei Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen zu verbessern, ist es bekannt, einen Kältemittelkreis einzusetzen, also einen Wärmepumpenkreis, der verkürzt auch als Wärmepumpe bezeichnet werden kann. Üblicherweise umfasst ein Wärmepumpenkreis, also ein Kältemittelkreis, einen In order to improve the efficiency of the vehicle air conditioning, in particular in electric vehicles and hybrid vehicles, it is known to use a refrigerant circuit, that is, a heat pump cycle, which can be shortened referred to as a heat pump. Usually, a heat pump cycle, ie a refrigerant circuit, includes a
Kältemittelverdichter, in dem ein gasförmiges Kältemittel komprimiert wird, um darin die Temperatur zu erhöhen. In einem nachfolgenden Kondensator kann die mit Hilfe des Kältemittelverdichters in das Kältemittel eingebrachte Wärme dem Kältemittel wieder entzogen werden, indem das Kältemittel kondensiert wird. Das flüssige Kältemittel kann nun mit Hilfe eines Verdampfers wieder verdampft werden, wodurch dem Kältemittel Wärme zugeführt wird. Das verdampfte Kältemittel gelangt anschließend wieder zum Kältemittelverdichter. Mit Hilfe einer derartigen Wärmepumpe kann die Wärme mit Hilfe des Verdampfers von einem ersten System auf das Kältemittel des Kältemittelkreises übertragen werden. Im Kältemittelkreis kann mit Hilfe des Kältemittelverdichters diese Wärme mit vergleichsweise wenig Aufwand auf ein höheres Temperaturniveau gebracht werden. Über den Kondensator kann dann die Wärme des Kältemittels an ein zweites System übertragen werden. Da mit Hilfe der Wärmepumpe das Temperaturniveau zwischen dem ersten System und dem zweiten System verändert werden kann, ist es letztendlich möglich, z. B. Abwärme niedriger Temperatur aus einem ersten System in ein zweites System auf höherer Temperatur zuzuführen. Im Vergleich zur, im zweiten System erhaltenen Wärme, ist der Aufwand des Kältemittelverdichters gering. Die CoP genannte Leistungsziffer, als Verhältnis von erhaltener Wärme im zweiten System, zur Refrigerant compressor in which a gaseous refrigerant is compressed to increase the temperature therein. In a subsequent condenser, the heat introduced into the refrigerant by means of the refrigerant compressor can be withdrawn from the refrigerant by condensing the refrigerant. The liquid refrigerant can now be evaporated again with the help of an evaporator, whereby the refrigerant Heat is supplied. The vaporized refrigerant then returns to the refrigerant compressor. With the aid of such a heat pump, the heat can be transferred by means of the evaporator from a first system to the refrigerant of the refrigerant circuit. In the refrigerant circuit with the help of the refrigerant compressor, this heat can be brought to a higher temperature level with relatively little effort. The heat of the refrigerant can then be transferred to a second system via the condenser. Since with the help of the heat pump, the temperature level between the first system and the second system can be changed, it is ultimately possible, for. B. supply waste heat from a first system in a second system to a higher temperature. Compared to the heat obtained in the second system, the cost of the refrigerant compressor is low. The coefficient called CoP, as the ratio of heat received in the second system, to
aufgewendeten mechanischen Arbeit des Kältemittelverdichters, erreicht Werte größer Eins. used mechanical work of the refrigerant compressor, reaches values greater than one.
Aus der DE 101 41 389 B4 ist eine Klimatisierungsanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt, die einen Kältemittelkreis und einen Kühlmittelkreis umfasst. Im Kältemittelkreis zirkuliert ein Kältemittel. Der Kältemittelkreis weist einen Kältemittelverdichter und eine From DE 101 41 389 B4 an air conditioning system for a motor vehicle is known which comprises a refrigerant circuit and a coolant circuit. In the refrigerant circuit circulates a refrigerant. The refrigerant circuit has a refrigerant compressor and a
Kondensationseinrichtung auf. Im Kühlmittelkreis zirkuliert ein Kühlmittel. Der Condensation on. In the coolant circuit circulates a coolant. Of the
Kühlmittelkreis weist eine Kühlmittelpumpe und einen Heizwärmetauscher zum Beheizen eines Heizluftstroms auf. Ferner sind der Kältemittelkreis und der Kühlmittelkreis über die Kondensationseinrichtung thermisch miteinander gekoppelt. Mit anderen Worten, der Kältemittelkreis bzw. das Kältemittel kann über die Kondensationseinrichtung Wärme auf den Kühlmittelkreis bzw. auf das Kühlmittel übertragen. Bei der bekannten Coolant circuit has a coolant pump and a heating heat exchanger for heating a Heizluftstroms. Furthermore, the refrigerant circuit and the coolant circuit are thermally coupled to one another via the condensation device. In other words, the refrigerant circuit or the refrigerant can transfer heat to the coolant circuit or to the coolant via the condensation device. In the known
Fahrzeugklimatisierungsanlage ist die Kondensationseinrichtung als einteiliger Vehicle air conditioning system is the condensation device as one piece
Kondensator ausgestaltet. Condenser configured.
Aus der DE 10 2008 043 823 B4 ist für eine Gebäudeheizung ein Wärmepumpenkreis bekannt, der in üblicher Weise einen Kältemittelverdichter, eine Kondensationseinrichtung und einen Verdampfer aufweist. Bei diesem Kältemittelkreis ist die From DE 10 2008 043 823 B4, a heat pump cycle is known for a building heating, which conventionally has a refrigerant compressor, a condensation device and an evaporator. In this refrigerant circuit is the
Kondensationseinrichtung in drei Komponenten unterteilt, nämlich einen Enthitzer, einen Kondensator und einen Unterkühler. Bezüglich der Strömungsrichtung des Kältemittels ist der Kondensator dabei stromab des Enthitzers und stromauf des Unterkühlers im Condenser divided into three components, namely a desuperheater, a condenser and a subcooler. With respect to the flow direction of the refrigerant, the condenser is downstream of the desuperheater and upstream of the subcooler in the
Kältemittelkreis angeordnet. Beim bekannten Wärmepumpenkreis ist ein Wärmespeicher der Gebäudeheizung über einen ersten Übertragungskreis mit dem Enthitzer thermisch gekoppelt und über einen dazu separaten zweiten Übertragungskreis mit dem Refrigerant circuit arranged. In the known heat pump cycle, a heat storage of the building heating is thermally coupled via a first transmission circuit with the desuperheater and via a separate second transmission circuit with the
Kondensator thermisch gekoppelt. Ein dritter separater Übertragungskreis ist nach Art einer Reihenschaltung mit dem Unterkühler und dem Verdampfer thermisch gekoppelt. In diesem dritten Übertragungskreis ist außerdem ein Wärmequellen-Wärmetauscher angeordnet, um der jeweiligen Wärmequelle, z. B. Umgebungsluft, Energie entziehen zu können. Capacitor thermally coupled. A third separate transmission circle is according to Art a series circuit with the subcooler and the evaporator thermally coupled. In this third transmission circuit, a heat source heat exchanger is also arranged to the respective heat source, for. B. ambient air to be able to withdraw energy.
Aus der DE 38 34 387 C2 ist eine weitere Fahrzeugklimatisierungsanlage bekannt, die einen Kältemittelkreis und einen Kühlmittelkreis aufweist. Bei dieser From DE 38 34 387 C2, a further vehicle air conditioning system is known, which has a refrigerant circuit and a coolant circuit. At this
Fahrzeugklimatisierungsanlage sind die beiden Kreise über einen Verdampfer des Kältemittelkreises thermisch miteinander gekoppelt. Vehicle air conditioning system, the two circuits are thermally coupled to one another via an evaporator of the refrigerant circuit.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine The present invention deals with the problem for a
Fahrzeugklimatisierungsanlage eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen erhöhten energetischen Wirkungsgrad auszeichnet. Vehicle air conditioning system to provide an improved embodiment, which is characterized in particular by an increased energy efficiency.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kondensationseinrichtung in drei Komponenten zu unterteilen, nämlich in einen Enthitzer, einen Kondensator und einen Unterkühler, wobei der Kühlmittelkreis mit allen drei Komponenten thermisch gekoppelt ist. Durch die Untergliederung der Kondensationseinrichtung in den Enthitzer, den Kondensator und den Unterkühler lassen sich die drei Komponenten jeweils für sich optimal für die im jeweiligen Anwendungsfall auftretenden Volumenströme und The invention is based on the general idea of subdividing the condensation device into three components, namely a desuperheater, a condenser and a subcooler, wherein the coolant circuit is thermally coupled to all three components. Due to the subdivision of the condensation device in the desuperheater, the condenser and the subcooler, the three components can each be optimally for the volume flows occurring in the respective application and
Temperaturen optimieren. Innerhalb der einzelnen Komponenten lässt sich außerdem eine Anpassung an die jeweils auftretenden Aggregatszustände leichter durchführen. Beispielsweise lässt sich der Enthitzer dahingehend optimieren, dass möglichst viel sensible Wärme aus dem gasförmigen Kältemittel abgeführt werden kann. Insbesondere ist dabei eine kältekreisseitige Verrohrung auf die vergleichsweise großen Optimize temperatures. Within the individual components, it is also easier to adapt to the respectively occurring states of aggregation. For example, the desuperheater can be optimized so that as much sensitive heat as possible can be removed from the gaseous refrigerant. In particular, a refrigeration circuit side piping is on the comparatively large
Volumenströme des gasförmigen Kältemittels angepasst. Im Unterschied dazu kann der Kondensator für eine Abgabe latenter Wärme optimiert sein. Hierdurch erfolgt innerhalb des Kondensators die Kondensatbildung. Die kühlkreisseitige Verrohrung kann dabei eine Reduzierung des Volumenstroms des eintretenden gasförmigen Kältemittels auf das austretende flüssige Kältemittel berücksichtigen. Schließlich kann der Unterkühler für das Abgeben sensibler Wärme aus dem flüssigen Kältemittel optimiert werden. Insbesondere ist dabei die kältekreisseitige Verrohrung auf die vergleichsweise kleinen Volumenströme des flüssigen Kältemittels angepasst. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass der Kühlkreis sowohl mit dem Erhitzer und dem Kondensator als auch mit dem Unterkühler thermisch gekoppelt ist. Hierdurch kann dem Kühlmittel in drei Stufen Wärme zugeführt werden, wodurch die Wärmeübertragung zwischen den beiden Kreisen über die Kondensationseinrichtung besonders effizient realisierbar ist. Volume flow of the gaseous refrigerant adjusted. In contrast, the capacitor may be optimized for a latent heat output. As a result, the condensation takes place inside the capacitor. The cooling circuit side piping can take into account a reduction of the volume flow of the incoming gaseous refrigerant to the exiting liquid refrigerant. Finally, the subcooler can be optimized for delivering sensible heat from the liquid refrigerant. In particular, the cooling-circuit side piping is adapted to the comparatively small volume flows of the liquid refrigerant. Of particular importance is that the cooling circuit is thermally coupled both to the heater and the condenser and to the subcooler. As a result, heat can be supplied to the coolant in three stages, as a result of which the heat transfer between the two circuits via the condensation device can be realized particularly efficiently.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine Verschaltung zur fluidischen Kopplung des Kühlmittelkreises mit der Kondensationseinrichtung zwischen einer Heizschaltstellung und einer Kühlschaltstellung umschaltbar sein. Die beiden According to an advantageous embodiment, an interconnection for the fluidic coupling of the coolant circuit with the condensation device between a Heizschaltstellung and a cooling switching position can be switched. The two
Schaltstellungen unterscheiden sich dabei durch unterschiedliche fluidische Kopplungen des Kühlmittelkreises mit dem Enthitzer, dem Kondensator und dem Unterkühler. Auf diese Weise lassen sich für die Wärmeübertragung auf den Kühlmittelkreis wenigstens zwei unterschiedliche Betriebszustände einstellen, nämlich mit der Heizschaltstellung einerseits und mit der Kühlschaltstellung andererseits. Auf diese Weise kann die hier vorgestellte Fahrzeugklimatisierungsanlage für diese beiden unterschiedlichen Switch positions differ by different fluidic couplings of the coolant circuit with the desuperheater, the condenser and the subcooler. In this way, can be set for the heat transfer to the coolant circuit at least two different operating conditions, namely with the Heizschaltstellung one hand, and with the cooling switch position on the other. In this way, the vehicle air conditioning system presented here for these two different
Betriebszustände optimiert werden. Operating conditions are optimized.
Der Begriff„Verschaltung" umfasst dabei die für die jeweilige fluidische Kopplung erforderlichen Fluid führenden Leitungselemente, wie zum Beispiel Leitungen, Rohre und Kanäle. Ebenso umfasst die Verschaltung erforderliche Schaltelemente, wie zum Beispiel Ventile. In this case, the term "interconnection" encompasses the line elements leading to the respective fluidic coupling, such as lines, tubes and channels.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Verschaltung den Kühlmittelkreis in der Heizschaltstellung nacheinander durch den Unterkühler, den Kondensator und den Enthitzer führen, so dass im Heizbetrieb der Klimatisierungsanlage der Unterkühler, der Kondensator und der Enthitzer vom Kühlmittel nacheinander durchströmt werden. According to an advantageous development, the interconnection can lead the coolant circuit in the Heizschaltstellung successively through the subcooler, the condenser and the desuperheater, so that in the heating operation of the air conditioning system of the subcooler, the condenser and the desuperheater are flowed through by the coolant in succession.
Hinsichtlich des Kühlmittelkreises sind somit die Komponenten der With regard to the coolant circuit thus the components of the
Kondensationseinrichtung in der Heizschaltstellung in Reihe angeordnet. In diesem Fall kann die Wärme vom Kältemittelkreis in drei separaten und aufeinanderfolgenden Stufen auf den Kühlmittelkreis übertragen werden, wodurch eine intensive Wärmeübertragung in Verbindung mit einer relativ hohen Endtemperatur für das Kühlmittel erzielbar sind. Die Heizschaltstellung eignet sich somit in besonderer Weise für einen Heizbetrieb, bei dem in einem weiteren Wärmeüberträger mittels des Kühlmittels ein Heizluftstrom auf eine vergleichsweise hohe Temperatur aufgeheizt werden kann. Mit Hilfe des Heizluftstroms kann insbesondere ein Fahrgastraum des Fahrzeugs beheizt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann in der Heizschaltstellung der Kondensator bezüglich einer Strömungsrichtung des Kühlmittels im Kühlmittelkreis stromauf des Enthitzers und stromab des Unterkühlers angeordnet sein. Hierdurch wird eine Condenser arranged in the Heizschaltstellung in series. In this case, the heat from the refrigerant circuit in three separate and successive stages can be transferred to the coolant circuit, whereby an intense heat transfer in conjunction with a relatively high end temperature for the coolant can be achieved. The Heizschaltstellung is thus particularly suitable for a heating operation in which in a further heat exchanger by means of the coolant, a Heizluftstrom can be heated to a relatively high temperature. With the help of the heating air flow, in particular a passenger compartment of the vehicle can be heated. According to an advantageous development of the condenser with respect to a flow direction of the coolant in the coolant circuit upstream of the desuperheater and downstream of the subcooler may be arranged in the Heizschaltstellung. This will be a
Durchströmung der drei Komponenten der Kondensationseinrichtung nach dem Flow through the three components of the condensation device after the
Gegenstromprinzip realisiert, wodurch für das Kühlmittel eine besonders hohe Countercurrent realized, whereby for the coolant a particularly high
Endtemperatur erzielt werden kann. End temperature can be achieved.
Bei einer anderen Weiterbildung kann die Verschaltung den Kühlmittelkreis in der Kühlschaltstellung parallel durch den Unterkühler, den Kondensator und den Enthitzer führen, so dass im Kühlbetrieb der Klimatisierungsanlage der Unterkühler, der In another development, the interconnection can lead the coolant circuit in the cooling switch position parallel through the subcooler, the condenser and the desuperheater, so that in the cooling mode of the air conditioning system of the subcooler, the
Kondensator und der Enthitzer parallel vom Kühlmittel durchströmt werden. Durch diese Kühlschaltstellung, die eine Parallelanordnung der Kondensationseinrichtung im Condenser and the desuperheater are flowed through in parallel by the coolant. By this cooling switching position, the parallel arrangement of the condensation device in
Kühlmittelkreis bewirkt, lässt sich ein besonders hoher Volumenstrom im Kühlmittel einstellen, wodurch eine erhöhte Wärmemenge über den Kühlmittelkreis abgeführt werden kann. Hierdurch kann mit Hilfe des Kältemittelkreises einer im Kühlbetrieb zu kühlenden Wärmequelle entsprechend viel Wärme entzogen werden, um dort eine effiziente Kühlung zu bewirken. Die Wärmequelle kann beispielsweise eine Hauptbatterie eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs sein. Ebenso kann in einem derartigen Fahrzeug eine Leistungselektronik oder ein Antriebsmotor als Wärmequelle dienen. Ferner kann ein Wärmetauscher zum Kühlen eines Kühlluftstroms, der einem Coolant circuit causes, can be set a particularly high volume flow in the coolant, whereby an increased amount of heat can be dissipated through the coolant circuit. As a result, a corresponding amount of heat can be withdrawn with the aid of the refrigerant circuit of a heat source to be cooled in cooling operation in order to effect efficient cooling there. The heat source may be, for example, a main battery of an electric vehicle or hybrid vehicle. Likewise, power electronics or a drive motor can serve as a heat source in such a vehicle. Further, a heat exchanger for cooling a cooling air flow, the one
Fahrgastraum zugeführt wird, eine Wärmequelle bilden. Passenger compartment is supplied to form a heat source.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Verschaltung in einer den Unterkühler mit dem Kondensator fluidisch verbindenden ersten Verbindungsleitung ein Rückschlagsperrventil enthalten, das in der Heizschaltstellung sperrt und in der In another advantageous development, the interconnection in a first connecting line fluidically connecting the subcooler to the condenser may include a nonreturn stop valve which blocks in the heating switched position and in which
Kühlschaltstellung öffnet. Das Rückschlagsperrventil ist hierzu so in der ersten Cooling switch position opens. The check valve is so in the first
Verbindungsleitung angeordnet, dass es vom Unterkühler in Richtung Kondensator sperrt, während es in der Gegenrichtung, also vom Kondensator in Richtung Unterkühler durchströmbar ist. Ferner kann die Verschaltung in einer den Kondensator mit dem Enthitzer fluidisch verbindenden zweiten Verbindungsleitung ein steuerbares Sperrventil enthalten, das in der Heizschaltstellung gesperrt und in der Kühlschaltstellung geöffnet ist. Hierdurch lassen sich mit Hilfe der Verschaltung die Reihenanordnung für die Heizschaltstellung und die Parallelanordnung für die Kühlschaltstellung besonders einfach realisieren. Connected connecting line, that it blocks from the subcooler in the direction of the condenser, while it can be flowed through in the opposite direction, ie from the condenser in the direction of the subcooler. Furthermore, the interconnection in a condenser to the desuperheater fluidly connecting the second connecting line may include a controllable shut-off valve which is locked in the Heizschaltstellung and open in the cooling switching position. As a result, the arrangement for the Heizschaltstellung and the parallel arrangement for the cooling switch position can be particularly easy to implement using the interconnection.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann eine Steuerung zum Umschalten der Verschaltung zwischen der Heizschaltstellung und der Kühlschaltstellung vorgesehen sein. Diese Steuerung ist mit der Kühlmittelpumpe gekoppelt, so dass die Steuerung die Kühlmittelpumpe ansteuern kann, um den von der Kühlmittelpumpe geförderten In another advantageous development, a controller for switching the interconnection between the Heizschaltstellung and the cooling switching position provided be. This control is coupled to the coolant pump, so that the controller can control the coolant pump to the pumped by the coolant pump
Volumenstrom des Kühlmittels zu verändern bzw. einzustellen. Ferner kann die Volume flow of the coolant to change or adjust. Furthermore, the
Steuerung zweckmäßig so programmiert und/oder ausgestaltet sein, dass sie in der Heizschaltstellung die Kühlmittelpumpe zum Einstellen eines kleineren Volumenstroms ansteuert als in der Kühlschaltstellung. Die Komponenten der Kondensationseinrichtung sind zweckmäßig für die Heizschaltstellung optimiert, so dass in der dann vorliegenden Reihenschaltung ein vorbestimmter Volumenstrom im Kühlmittel realisierbar ist, der für eine ausreichende Wärmeaufnahme im Kühlmittel sorgt. Ziel ist dabei eine möglichst hohe Temperatur im Kühlmittel, um im Heizwärmetauscher möglichst effizient eine Aufheizung des Heizluftstroms erzielen zu können. In der Kühlschaltstellung lässt sich dagegen aufgrund der Parallelanordnung der Komponenten der Control suitably programmed and / or configured so that it controls the coolant pump for setting a smaller volume flow in the Heizschaltstellung than in the cooling switch position. The components of the condensation device are expediently optimized for the Heizschaltstellung, so that in the then existing series circuit, a predetermined volume flow in the coolant can be realized, which ensures sufficient heat absorption in the coolant. The aim here is the highest possible temperature in the coolant in order to achieve the heating of the heating air flow as efficiently as possible in the heating heat exchanger. In the cooling switch position, however, can be due to the parallel arrangement of the components of the
Kondensationseinrichtung ein deutlich höherer Volumenstrom im Kühlmittel realisieren, was durch eine entsprechende Ansteuerung der Kühlmittelpumpe erreicht wird, so dass letztlich über den hohen Volumenstrom vergleichsweise viel Wärme auf das Kühlmittel übertragen und abgeführt werden kann. Condenser realize a significantly higher volume flow in the coolant, which is achieved by a corresponding control of the coolant pump, so that ultimately can be transmitted to the coolant and discharged over the high volume flow comparatively much heat.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Kühlmittelkreis einen den Heizwärmetauscher umgehenden, steuerbaren Bypass aufweisen, der zumindest in der Kühlschaltstellung geöffnet ist und zumindest in der Heizschaltstellung gesperrt ist. Mit Hilfe des Bypasses kann der Heizwärmetauscher und somit sein Strömungswiderstand umgangen werden, wenn ein Beheizen des Heizluftstroms nicht erforderlich ist, beispielsweise im Kühlbetrieb. According to another advantageous embodiment, the coolant circuit can have a controllable bypass which bypasses the heating heat exchanger and which is open at least in the cooling switched position and is locked at least in the heating switched position. With the help of the bypass, the heating heat exchanger and thus its flow resistance can be bypassed when heating the Heizluftstroms is not required, for example, in the cooling mode.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Kältemittelkreis im In another advantageous embodiment, the refrigerant circuit in
Kondensator oder zwischen dem Kondensator und dem Unterkühler einen Condenser or between the condenser and the subcooler one
Kältemittelsammler aufweisen. Hierdurch wird in einem Bereich des Kältemittelkreises, in dem das Kältemittel flüssig vorliegt, ein Reservoir bzw. Speichervolumen geschaffen, um überschüssiges Kältemittel zu speichern und nur verflüssigtes Kältemittel - sofern vorhanden - an den Unterkühler weiterzuleiten. Nicht verflüssigtes Kältemittel wird in Sammler zurück zu behalten. Have a refrigerant collector. As a result, a reservoir or storage volume is created in a region of the refrigerant circuit in which the refrigerant is liquid, in order to store excess refrigerant and to forward only liquefied refrigerant, if present, to the subcooler. Non-liquefied refrigerant will be retained in the collector.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann im Kühlmittelkreis ein elektrischer Zuheizer angeordnet sein, der bezüglich der Strömungsrichtung des According to another advantageous embodiment, an electric heater may be arranged in the coolant circuit, with respect to the flow direction of the
Kühlmittels im Kühlmittelkreis stromauf des Heizwärmetauschers angeordnet ist. Coolant is arranged in the coolant circuit upstream of the heating heat exchanger.
Zweckmäßig befindet sich der Zuheizer im Kühlmittelkreis zwischen dem Appropriately, the heater is in the coolant circuit between the
Heizwärmetauscher und der Kühlmittelpumpe. Mit Hilfe des Zuheizers kann im Bedarfsfall zusätzlich Wärme in das Kühlmittel eingebracht werden, falls die über den Heating heat exchanger and the coolant pump. With the help of the auxiliary heater can, if necessary In addition, heat is introduced into the coolant, if the over the
Kältemittelkreis zugeführte Wärme nicht ausreichen sollte, um die gewünschte Beheizung des Heizluftstroms zu bewirken. Heat supplied to the refrigerant circuit should not be sufficient to effect the desired heating of the heating air flow.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch: It show, each schematically:
Fig. 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Fig. 1 is a greatly simplified schematic diagram of a schematic
Fahrzeugklimatisierungsanlage während eines Heizbetriebs, Fig. 2 eine Darstellung wie in Fig. 1 , jedoch während eines Kühlbetriebs.  2 shows an illustration as in FIG. 1, but during a cooling operation. FIG.
Entsprechend den Figuren 1 und 2 umfasst eine Fahrzeugklimatisierungsanlage 1 , wie sie bevorzugt in einem Hybridfahrzeug oder in einem Elektrofahrzeug zur Anwendung kommen kann, einen Kältemittelkreis 2 und einen Kühlmittelkreis 3. Im Kältemittelkreis 2 zirkuliert ein Kältemittel. Im Kühlmittelkreis 3 zirkuliert ein Kühlmittel. Der Kältemittelkreis 2 enthält einen Kältemittelverdichter 4 und eine Kondensationseinrichtung 5, die bezüglich einer Strömungsrichtung 6 des Kältemittels, die in den Figuren durch Pfeile angedeutet ist, stromab des Kältemittelverdichters 4 im Kältemittelkreis 2 angeordnet ist. Der Kältemittelkreis 2 weist außerdem in üblicher Weise einen hier nicht gezeigten Verdampfer auf, der mit einer Wärmequelle gekoppelt ist, um das Kältemittel zu verdampfen. Besagter Verdampfer ist dabei im Kältemittelkreis 2 zwischen der According to FIGS. 1 and 2, a vehicle air-conditioning installation 1, as may preferably be used in a hybrid vehicle or in an electric vehicle, comprises a coolant circuit 2 and a coolant circuit 3. A coolant circulates in the coolant circuit 2. In the coolant circuit 3 circulates a coolant. The refrigerant circuit 2 includes a refrigerant compressor 4 and a condensation device 5, which is arranged downstream of the refrigerant compressor 4 in the refrigerant circuit 2 with respect to a flow direction 6 of the refrigerant, which is indicated by arrows in the figures. The refrigerant circuit 2 also has a conventional evaporator, not shown here, which is coupled to a heat source to evaporate the refrigerant. Said evaporator is in the refrigerant circuit 2 between the
Kondensationseinrichtung 5 und dem Kältemittelverdichter 4 angeordnet. Ferner ist stromab der Kondensationseinrichtung 5 und stromauf des Verdampfers üblicherweise eine hier nicht gezeigte Drosseleinrichtung vorhanden, gegen die der Condenser 5 and the refrigerant compressor 4 is arranged. Furthermore, downstream of the condensation device 5 and upstream of the evaporator usually a throttle device, not shown here, is present, against which the
Kältemittelverdichter arbeitet. Der Kühlmittelkreis 3 enthält eine Kühlmittelpumpe 7 zum Antreiben des Kühlmittels, wobei sich für das Kühlmittel eine in den Figuren 1 und 2 durch Pfeile angedeutete Strömungsrichtung 8 einstellt. Ferner enthält der Kühlmittelkreis 3 einen . Refrigerant compressor works. The coolant circuit 3 contains a coolant pump 7 for driving the coolant, wherein a flow direction 8 indicated by arrows in FIGS. 1 and 2 is established for the coolant. Further, the coolant circuit 3 includes a.
Heizwärmetauscher 9, mit dessen Hilfe ein Heizluftstrom 10 beheizt werden kann, mit dem der Heizwärmetauscher 9 beaufschlagt werden kann. Dieser Heizluftstrom 10 ist in Figur 1 durch Pfeile angedeutet und kann beispielsweise einem Passagierraum des Fahrzeugs zugeführt werden. Heating heat exchanger 9, by means of which a Heizluftstrom 10 can be heated, with which the heating heat exchanger 9 can be acted upon. This Heizluftstrom 10 is indicated in Figure 1 by arrows and can be supplied, for example, a passenger compartment of the vehicle.
Der Kältemittelkreis 2 und der Kühlmittelkreis 3 sind über die Kondensationseinrichtung 5 thermisch miteinander gekoppelt. Dementsprechend ist die Kondensationseinrichtung 5 auch in den Kühlmittelkreis 3 eingebunden. The refrigerant circuit 2 and the coolant circuit 3 are thermally coupled to one another via the condensation device 5. Accordingly, the condensation device 5 is also integrated in the coolant circuit 3.
Die Kondensationseinrichtung 5 ist hinsichtlich ihrer Wärmeübertragungsfunktion in drei Komponenten unterteilt, nämlich einen Enthitzer 11 , einen Kondensator 12 und einen Unterkühler 13. Im Kältemittelkreis 2 sind diese drei Komponenten 11 , 12, 13 in Reihe angeordnet, derart, dass zuerst der Enthitzer 11 durchströmt wird, dass anschließend der Kondensator 12 durchströmt wird und dass abschließend der Unterkühler 13 durchströmt wird. Der Kühlmittelkreis 3 ist nun mit allen drei Komponenten 11 , 12, 13 thermisch gekoppelt. The condensation device 5 is divided in terms of their heat transfer function into three components, namely a desuperheater 11, a condenser 12 and a subcooler 13. In the refrigerant circuit 2, these three components 11, 12, 13 are arranged in series, such that first the desuperheater 11 is flowed through in that then the condenser 12 is flowed through and finally the subcooler 13 is flowed through. The coolant circuit 3 is now thermally coupled with all three components 11, 12, 13.
Um die thermische Kopplung des Kühlmittelkreises 3 mit den Komponenten 11 , 12, 13 der Kondensationseinrichtung 5 zu erzielen, ist eine fluidische Kopplung vorgesehen, die mit Hilfe einer Verschaltung 14 realisiert wird. Diese Verschaltung 14 umfasst hier rein exemplarisch eine erste Enthitzerleitung 15, die einen Zulauf des Kühlmittels zum In order to achieve the thermal coupling of the coolant circuit 3 with the components 11, 12, 13 of the condensation device 5, a fluidic coupling is provided, which is realized by means of an interconnection 14. Here, purely by way of example, this interconnection 14 comprises a first desalting line 15, which supplies an inlet of the coolant to the
Enthitzer 11 darstellt, eine zweite Enthitzerleitung 16, die einen Ablauf des Kühlmittels vom Enthitzer 11 darstellt. Ferner sind eine erste Unterkühlerleitung 17, die einen Zulauf zum Unterkühler 13 für das Kühlmittel repräsentiert, und eine zweite Unterkühlerleitung 18 vorgesehen, die für das Kühlmittel einen Ablauf vom Unterkühler 13 repräsentiert. Ferner sind eine erste Kondensatorleitung 19 und eine zweite Kondensatorleitung 20 vorgesehen, die ebenfalls als Zulauf und Ablauf für das Kühlmittel zum Kondensator 12 bzw. vom Kondensator 12 dienen. Ferner umfasst die Verschaltung 14 einen ersten Einlass 21 und einen zweiten Einlass 22, die mit der ersten Enthitzerleitung 15, der ersten Unterkühlerleitung 17 und der ersten Kondensatorleitung 19 fluidisch in Verbindung stehen. Des Weiteren weist die Verschaltung 14 einen Auslass 23 auf, der mit der zweiten Enthitzerleitung 16, der zweiten Unterkühlerleitung 18 und der zweiten Desuperheater 11 represents a second dewatering line 16, which represents a drain of the coolant from the desuperheater 11. Furthermore, a first subcooler line 17, which represents an inlet to the subcooler 13 for the coolant, and a second subcooler line 18, which represents an outflow from the subcooler 13 for the coolant, are provided. Furthermore, a first capacitor line 19 and a second capacitor line 20 are provided, which also serve as inlet and outlet for the coolant to the condenser 12 and the condenser 12. Furthermore, the interconnection 14 comprises a first inlet 21 and a second inlet 22 which are in fluid communication with the first desuperheater conduit 15, the first subcooler conduit 17 and the first condenser conduit 19. Furthermore, the interconnection 14 has an outlet 23 which communicates with the second desalting line 16, the second subcooler line 18 and the second
Kondensatorleitung 20 fluidisch verbunden ist. Eine erste Verbindungsleitung 24 verbindet fluidisch auf einer, die Einlässe 21 , 22 aufweisenden Einlassseite den Capacitor line 20 is fluidly connected. A first connection line 24 fluidly connects on an inlet side having the inlets 21, 22
Unterkühler 13 mit dem Kondensator 12. Eine zweite Verbindungsleitung 25 verbindet auf einer den Auslass 23 aufweisenden Auslassseite den Enthitzer 11 fluidisch mit dem Kondensator 12. Eine dritte Verbindungsleitung 26 ist wieder an der Einlassseite angeordnet und verbindet den Kondensator 12 fluidisch mit dem Enthitzer 11. Eine vierte Verbindungsleitung 27 ist an der Auslassseite angeordnet und verbindet den Unterkühler 13 fluidisch mit dem Kondensator 12. Im Einzelnen verbindet die erste Subcooler 13 with the condenser 12. A second connecting line 25 fluidly connects the desuperheater 11 to the condenser 12 on an outlet side having the outlet 23. A third connecting line 26 is again arranged on the inlet side and fluidically connects the condenser 12 to the desuperheater 11. A Fourth connection line 27 is arranged on the outlet side and fluidly connects the subcooler 13 to the condenser 12. More specifically, the first one connects
Verbindungsleitung 24 die erste Kondensatorleitung 19 mit der ersten Unterkühlerleitung 17. Die zweite Verbindungsleitung 25 verbindet die zweite Enthitzerleitung 16 mit der zweiten Kondensatorleitung 20. Die dritte Verbindungsleitung 26 verbindet die erste Enthitzerleitung 5 mit der ersten Kondensatorleitung 19. Die vierte Verbindungsleitung 27 verbindet die zweite Unterkühlerleitung 18 mit der zweiten Kondensatorleitung 20. Connecting line 24, the first capacitor line 19 with the first subcooler line 17. The second connecting line 25 connects the second Enthitzerleitung 16 with the second capacitor line 20. The third connecting line 26 connects the first Enthitzerleitung 5 with the first capacitor line 19. The fourth connecting line 27 connects the second subcooler line 18 with the second capacitor line 20th
Die Verschaltung 14 ist zwischen einer in Figur 1 gezeigten Heizschaltstellung und einer in Figur 2 gezeigten Kühlschaltstellung umschaltbar. Die beiden Schaltstellungen unterscheiden sich voneinander durch unterschiedliche fluidische Kopplungen des Kühlmittelkreises 3 mit den einzelnen Komponenten 11 , 12, 13 der The interconnection 14 is switchable between a Heizschaltstellung shown in Figure 1 and a cooling switch position shown in Figure 2. The two switching positions differ from each other by different fluidic couplings of the coolant circuit 3 with the individual components 11, 12, 13 of the
Kondensationseinrichtung 5. Condensing device 5.
Gemäß der in Figur 1 gezeigten Heizschaltstellung führt die Verschaltung 14 den According to the Heizschaltstellung shown in Figure 1, the interconnection 14 leads the
Kühlmittelkreis 3 nacheinander durch den Unterkühler 13, den Kondensator 12 und den Enthitzer 11. In der Folge werden in einem Heizbetrieb der Klimatisierungsanlage 1 , bei welcher der Heizluftstrom 10 beheizt wird, der Unterkühler 13, der Kondensator 12 und der Enthitzer 11 vom Kühlmittel nacheinander durchströmt. Bezüglich der Coolant circuit 3 successively through the subcooler 13, the condenser 12 and the desuperheater 11. As a result, in a heating operation of the air conditioning system 1, in which the Heizluftstrom 10 is heated, the subcooler 13, the condenser 12 and the desuperheater 11 flows through the coolant in succession , Regarding the
Strömungsrichtung 8 des Kühlmittels ist dabei der Kondensator 12 stromauf des Flow direction 8 of the coolant is the capacitor 12 upstream of the
Enthitzers 11 und stromab des Unterkühlers 13 angeordnet, wodurch sich für die Enthitzers 11 and arranged downstream of the subcooler 13, which is responsible for the
Kondensationseinrichtung 5 eine Durchströmung gemäß dem Gegenstromprinzip einstellt. In diesem Heizbetrieb kann eine vergleichsweise hohe Endtemperatur am Austritt 23 für das Kühlmedium erzielt werden. Hierdurch kann im Heizwärmetauscher 9 mit hoher Effizienz der Heizluftstrom 10 beheizt werden. Condenser 5 sets a flow according to the countercurrent principle. In this heating operation, a comparatively high end temperature can be achieved at the outlet 23 for the cooling medium. As a result, the heating air flow 10 can be heated in the heating heat exchanger 9 with high efficiency.
Gemäß der in Figur 2 gezeigten Kühlschaltstellung führt die Verschaltung 14 den According to the cooling switching position shown in Figure 2, the interconnection 14 leads the
Kühlmittelkreis 3 in diesem Fall parallel durch den Unterkühler 13, den Kondensator 12 und den Enthitzer 11. In diesem Kühlbetrieb der Klimatisierungsanlage 1 werden somit der Unterkühler 13, der Kondensator 12 und der Enthitzer 11 vom Kühlmittel parallel durchströmt. Diese parallele Durchströmung ermöglicht einen vergleichsweise großen Volumenstrom im Kühlmittel, wodurch im Kühlbetrieb vergleichsweise viel Wärme vom Kältekreis 2 auf den Kühlkreis 3 übertragen werden kann. Insbesondere kann somit über einen mit dem Kühlmittelkreis 3 thermisch gekoppelten Umgebungswärmetauscher entsprechend viel Wärme an eine Umgebung des Fahrzeugs abgegeben werden. Coolant circuit 3 in this case in parallel through the subcooler 13, the condenser 12 and the desuperheater 11. In this cooling operation of the air conditioning system 1 thus the subcooler 13, the condenser 12 and the desuperheater 11 are flowed through in parallel by the coolant. This parallel flow allows a comparatively large volume flow in the coolant, whereby in cooling operation comparatively much heat from Refrigeration circuit 2 can be transferred to the cooling circuit 3. In particular, a corresponding amount of heat can thus be delivered to an environment of the vehicle via an ambient heat exchanger thermally coupled to the coolant circuit 3.
Die Durchströmung der drei Komponenten 11 , 12, 13 der Kondensationseinrichtung 5 mit dem Kältemittel bleibt im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb gleich, so dass die The flow through the three components 11, 12, 13 of the condensation device 5 with the refrigerant remains the same in heating mode and in cooling mode, so that the
Komponenten 11 , 12, 13 in Reihe vom Kältemittel durchströmt werden. Components 11, 12, 13 are flowed through in series by the refrigerant.
Der Kühlmittelkreis 3 kann insbesondere zum Kühlen einer Hauptbatterie oder The coolant circuit 3 can in particular for cooling a main battery or
Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs dienen. Ebenso kann der Kühlmittelkreis eine Leistungselektronik und/oder einen Antriebsmotor des Fahrzeugs kühlen. Traction battery of an electric vehicle serve. Likewise, the coolant circuit can cool a power electronics and / or a drive motor of the vehicle.
Dementsprechend weist der Kühlmittelkreis 3 an hier nicht gezeigter Stelle eine entsprechende thermische Kopplung zu den zu kühlenden Bauteilen des Fahrzeugs auf. Ferner kann im Kühlmittelkreis 3 ein hier ebenfalls nicht gezeigter Kühler, also ein Wärmetauscher angeordnet sein, der mit einem Umgebungsluftstrom beaufschlagt werden kann, um Wärme aus dem Kühlmittel auf die Umgebung zu übertragen und so das Kühlmittel zu kühlen. Accordingly, the coolant circuit 3 has a corresponding thermal coupling to the components of the vehicle, which are not shown here. Further, in the coolant circuit 3 a here also not shown cooler, so a heat exchanger may be arranged, which can be acted upon by an ambient air flow to transfer heat from the coolant to the environment and thus to cool the coolant.
An den ersten Einlass 21 ist dabei ein Zulauf 28 des Kühlmittelkreises 3 angeschlossen, der insbesondere von vorgenanntem Kühler kommt. Der Auslass 23 ist über eine Leitung 29, in der die Kühlmittelpumpe 7 und der Heizwärmetauscher 9 angeordnet sind, an einen Rücklauf 30 des Kühlmittelkreises 3 angeschlossen, der insbesondere zu vorstehend genanntem Kühler führt. At the first inlet 21 while an inlet 28 of the coolant circuit 3 is connected, which comes in particular from the aforementioned cooler. The outlet 23 is connected via a line 29, in which the coolant pump 7 and the heating heat exchanger 9 are arranged, to a return 30 of the coolant circuit 3, which leads in particular to the above-mentioned radiator.
Für den Heizbetrieb ist der Kühlmittelkreis 3 mit einer Rückführleitung 31 ausgestattet, die stromab des Heizwärmetauschers 9 an die Leitung 29 angeschlossen ist und unter Umgehung des Rücklaufs 30 zum zweiten Einlass 22 der Verschaltung 14 führt. Diese Rücklaufleitung 31 kann mit Hilfe eines Schaltventils 32 geöffnet und gesperrt werden, das hierzu in der Rücklaufleitung 31 angeordnet ist. Um für diesen Fall den Rücklauf 30 zu sperren, ist ein weiteres Schaltventil 33 vorgesehen. For the heating operation of the coolant circuit 3 is equipped with a return line 31 which is connected downstream of the heating heat exchanger 9 to the line 29 and leads bypassing the return line 30 to the second inlet 22 of the interconnection 14. This return line 31 can be opened and closed by means of a switching valve 32, which is arranged in the return line 31 for this purpose. In order to block the return 30 for this case, another switching valve 33 is provided.
Zur Realisierung der Heizschaltstellung und der Kühlschaltstellung sind bei der hier gezeigten Ausführungsform der Verschaltung 14 in der ersten Verbindungsleitung 24 ein Rückschlagsperrventil 34 und in der zweiten Verbindungsleitung 25 ein steuerbares Sperrventil 35 angeordnet. In der Heizschaltstellung gemäß Figur 1 sperrt das To realize the Heizschaltstellung and the cooling switching position are in the embodiment shown here, the interconnection 14 in the first connecting line 24, a check valve 34 and in the second connecting line 25, a controllable check valve 35 is arranged. In the Heizschaltstellung according to Figure 1 blocks the
Rückschlagsperrventil 34 und das Sperrventil 35 ist ebenfalls gesperrt. Somit wird bei gleichzeitig geöffneter Rückführleitung 31 ein in sich geschlossener Kreis für die Zirkulation des Kühlmittels geschaffen, der vom Vorlauf 28 und vom Rücklauf 30 quasi entkoppelt ist. Im Einzelnen strömt das Kühlmittel im Heizbetrieb von der Return check valve 34 and the check valve 35 is also locked. Thus, at the same time open return line 31 is a self-contained circle for the Circulation of the coolant created, which is virtually decoupled from the flow 28 and the return 30. In detail, the coolant flows in the heating mode of the
Kühlmittelpumpe 7 durch den Heizwärmetauscher 9, durch die Rückführleitung 31 zum zweiten Einlass 22. Von dort aus strömt das Kühlmittel durch die erste Unterkühlerleitung 17 zum Unterkühler 13, durch die zweite Unterkühlerleitung 18, die vierte Coolant pump 7 through the heating heat exchanger 9, through the return line 31 to the second inlet 22. From there, the coolant flows through the first subcooler 17 to the subcooler 13, through the second subcooler 18, the fourth
Verbindungsleitung 27, die zweite Kondensatorleitung 12 zum Kondensator 12, durch die erste Kondensatorleitung 19, die dritte Verbindungsleitung 26 und die erste Connecting line 27, the second capacitor line 12 to the capacitor 12, through the first capacitor line 19, the third connecting line 26 and the first
Enthitzerleitung 15 zum Enthitzer 11 und durch die zweite Enthitzerleitung 16 über die Leitung 29 zurück zur Kühlmittelpumpe 7. Enthitzerleitung line 15 to the desuperheater 11 and through the second Enthitzerleitung 16 via the line 29 back to the coolant pump. 7
Im Unterschied dazu sind in der Kühlschaltstellung gemäß Figur 2 das In contrast, in the cooling switch position according to FIG. 2, the
Rückschlagsperrventil 34 durchströmbar und das Sperrventil 35 geöffnet, während gleichzeitig die Rücklaufleitung 31 gesperrt ist. Das Kühlmittel strömt dann vom Vorlauf 28 zum ersten Einlass 21 , von wo aus es über die erste Enthitzerleitung 15 zum Enthitzer 1 1 und über die dritte Verbindungsleitung 26 und die erste Kondensatorleitung 12 zum Kondensator 12 und über die erste Verbindungsleitung 24 und die erste Non-return valve 34 can be flowed through and the check valve 35 is opened, while the return line 31 is locked at the same time. The coolant then flows from the flow 28 to the first inlet 21, from where it flows via the first desalting line 15 to the desuperheater 11 and via the third connecting line 26 and the first condenser line 12 to the condenser 12 and via the first connecting line 24 and the first
Unterkühlerleitung 17 zum Unterkühler 13 gelangt. Nach den drei Komponenten 11 , 12, 13 werden die zweite Unterkühlerleitung 18, die zweite Kondensatorleitung 20 und die zweite Enthitzerleitung 16 über die vierte Verbindungsleitung 27 und die zweite Subcooler 17 to the subcooler 13 passes. After the three components 11, 12, 13, the second subcooler line 18, the second capacitor line 20 and the second dewatering line 16 via the fourth connecting line 27 and the second
Verbindungsleitung 25 zum Auslass 23 zusammengeführt. Vom Auslass 23 gelangt das Kühlmittel durch die Leitung 29 zum Rücklauf 30. Connecting line 25 to the outlet 23 merged. From the outlet 23, the coolant passes through the line 29 to the return 30th
Für die Kühlschaltstellung kann vorgesehen sein, dass die Kühlmittelpumpe 7 im For the cooling switching position can be provided that the coolant pump 7 in
Kühlbetrieb einen größeren Volumenstrom im Kühlmittel erzeugt als im Heizbetrieb. Der vergrößerte Volumenstrom ist durch die Parallelanordnung der drei Komponenten 11 , 12, 13 im Kühlmittelkreis 3 möglich und führt zu einer höheren Wärmeübertragung auf den Kühlmittelkreis 3. Um die Kühlmittelpumpe 7 und die steuerbaren Stellglieder des Kühlmittelkreises 3 entsprechend ansteuern zu können, ist eine Steuerung 36 Cooling operation generates a larger volume flow in the coolant than in heating mode. The increased volume flow is possible by the parallel arrangement of the three components 11, 12, 13 in the coolant circuit 3 and leads to a higher heat transfer to the coolant circuit 3. In order to control the coolant pump 7 and the controllable actuators of the coolant circuit 3 accordingly, is a controller 36th
vorgesehen, die auf geeignete Weise mit den schaltbaren Komponenten des provided suitably with the switchable components of the
Kühlmittelkreises 3 verbunden ist. Entsprechende Steuerleitungen sind hier zur Wahrung der Übersichtlichkeit jedoch nicht dargestellt. Coolant circuit 3 is connected. However, corresponding control lines are not shown here for the sake of clarity.
Entsprechend den Figuren 1 und 2 kann der Kühlmittelkreis 3 einen Bypass 37 aufweisen, der den Heizwärmetauscher 9 umgeht und mit Hilfe eines weiteren According to Figures 1 and 2, the coolant circuit 3 may have a bypass 37 which bypasses the heating heat exchanger 9 and with the aid of another
Steuerventils 38 gesteuert werden kann. Insbesondere in dem in Figur 2 gezeigten Kühlbetrieb ist der Bypass 37 geöffnet, so dass keine Durchströmung des Control valve 38 can be controlled. In particular, in the cooling operation shown in Figure 2, the bypass 37 is opened, so that no flow through the
Heizwärmetauschers 9 erfolgt. Ferner kann entsprechend den Figuren 1 und 2 im Kältemittelkreis 2 zwischen dem Kondensator 12 und dem Unterkühler 13 ein Kältemittelsammler 39 angeordnet sein, in dem gasförmiges Kältemittel abgefangen und überschüssiges flüssiges Kältemittel bevorratet werden kann. Alternativ ist es grundsätzlich auch möglich, den Heating heat exchanger 9 takes place. Further, according to Figures 1 and 2, in the refrigerant circuit 2 between the condenser 12 and the subcooler 13, a refrigerant collector 39 may be arranged, intercepted in the gaseous refrigerant and excess liquid refrigerant can be stored. Alternatively, it is also possible in principle, the
Kältemittelsammler 39 in den Kondensator 12 zu integrieren. Refrigerant collector 39 to be integrated into the condenser 12.
Entsprechend den Figuren 1 und 2 ist im Kühlmittelkreis 3 außerdem ein elektrischer Zuheizer 40 angeordnet. Zweckmäßig ist der Zuheizer 40 dabei bezüglich der According to FIGS. 1 and 2, an electric heater 40 is additionally arranged in the coolant circuit 3. Suitably, the heater 40 is doing with respect to
Strömungsrichtung 8 des Kühlmittels im Kühlmittelkreis 3 stromauf des Flow direction 8 of the coolant in the coolant circuit 3 upstream of the
Heizwärmetauschers 9 angeordnet. Der Bypass 37 ist hier so positioniert, dass er auch den Zuheizer 40 umgeht. Somit ist der Bypass 37 eingangsseitig zwischen der Heating heat exchanger 9 arranged. The bypass 37 is positioned here so that it also bypasses the heater 40. Thus, the bypass 37 is the input side between the
Kühlmittelpumpe 7 und dem Zuheizer 40 an den Kühlmittelkreis 3 bzw. an die Leitung 29 angeschlossen. Coolant pump 7 and the heater 40 to the coolant circuit 3 and connected to the line 29.

Claims

Patentansprüche claims
1. Fahrzeugklimatisierungsanlage, insbesondere für ein Hybridfahrzeug oder 1. vehicle air conditioning system, in particular for a hybrid vehicle or
Elektrofahrzeug,  Electric vehicle
- mit einem Kältemittelkreis (2), in dem ein Kältemittel zirkuliert und der einen  - With a refrigerant circuit (2) in which a refrigerant circulates and the one
Kältemittelverdichter (4) und eine Kondensationseinrichtung (5) aufweist,  Refrigerant compressor (4) and a condensation device (5),
- mit einem Kühlmittelkreis (3), in dem ein Kühlmittel zirkuliert und der eine  - With a coolant circuit (3) in which a coolant circulates and the one
Kühlmittelpumpe (7) und einen Heizwärmetauscher (9) zum Beheizen eines Heizluftstroms (10) aufweist,  Coolant pump (7) and a heating heat exchanger (9) for heating a Heizluftstroms (10),
- wobei der Kältemittelkreis (2) und der Kühlmittelkreis (3) über die  - Wherein the refrigerant circuit (2) and the coolant circuit (3) via the
Kondensationseinrichtung (5) thermisch miteinander gekoppelt sind,  Condensation device (5) are thermally coupled together,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
- dass die Kondensationseinrichtung (5) einen Enthitzer (11), einen Kondensator - That the condensation device (5) has a desuperheater (11), a capacitor
(12) und einen Unterkühler (13) aufweist, (12) and a subcooler (13),
- dass der Kondensator (12) bezüglich einer Strömungsrichtung (6) des Kältemittels im Kältemittelkreis (2) stromab des Enthitzers (11) und stromauf des Unterkühlers - That the condenser (12) with respect to a flow direction (6) of the refrigerant in the refrigerant circuit (2) downstream of the Enthitzers (11) and upstream of the subcooler
(13) angeordnet ist, (13) is arranged,
- dass der Kühlmittelkreis (3) mit dem Enthitzer (11) und mit dem Kondensator (12) und mit dem Unterkühler (13) thermisch gekoppelt ist.  - That the coolant circuit (3) with the desuperheater (11) and with the condenser (12) and with the subcooler (13) is thermally coupled.
2. Anlage nach Anspruch 1 , 2. Plant according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine Verschaltung (14) zur fluidischen Kopplung des Kühlmittelkreises (3) mit der Kondensationseinrichtung (5) zwischen einer Heizschaltstellung und einer  an interconnection (14) for the fluidic coupling of the coolant circuit (3) with the condensation device (5) between a Heizschaltstellung and a
Kühlschaltstellung umschaltbar ist, die sich durch eine unterschiedliche fluidische Kopplung des Kühlmittelkreises (3) mit dem Enthitzer (11), dem Kondensator (12) und dem Unterkühler (13) voneinander unterscheiden. Cooling switch position is switchable, which is characterized by a different fluidic Coupling of the coolant circuit (3) with the desuperheater (11), the condenser (12) and the subcooler (13) differ from each other.
Anlage nach Anspruch 2, Plant according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Verschaltung (14) den Kühlmittelkreis (3) in der Heizschaltstellung nacheinander durch den Unterkühler (13), den Kondensator (12) und den Enthitzer (1 1) führt. the circuit (14) the coolant circuit (3) in the Heizschaltstellung successively through the subcooler (13), the condenser (12) and the desuperheater (1 1) leads.
Anlage nach Anspruch 3, Plant according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in der Heizschaltstellung der Kondensator (12) bezüglich einer Strömungsrichtung (8) des Kühlmittels im Kühlmittelkreis (3) stromauf des Enthitzers (1 1) und stromab des Unterkühlers (13) angeordnet ist. in the Heizschaltstellung the capacitor (12) with respect to a flow direction (8) of the coolant in the coolant circuit (3) upstream of the Enthitzers (1 1) and downstream of the subcooler (13) is arranged.
Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, Plant according to one of claims 2 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Verschaltung (14) den Kühlmittelkreis (3) in der Kühlschaltstellung parallel durch den Unterkühler (13), den Kondensator (12) und den Enthitzer (11) führt. the interconnection (14) leads the coolant circuit (3) in parallel in the cooling switched position through the subcooler (13), the condenser (12) and the desuperheater (11).
Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, Installation according to one of claims 2 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
- dass die Verschaltung (14) in einer den Unterkühler (13) mit dem Kondensator (12) fluidisch verbindenden ersten Verbindungsleitung (24) ein  - That the interconnection (14) in a the subcooler (13) with the capacitor (12) fluidly connecting the first connecting line (24)
Rückschlagsperrventil enthält, das in der Heizschaltstellung sperrt und in der Kühlschaltstellung öffnet,  Includes check valve that locks in the Heizschaltstellung and opens in the cooling switch position,
- dass die Verschaltung (14) in einer den Kondensator (12) mit dem Enthitzer (1 1) fluidisch verbindenden zweiten Verbindungsleitung (25) ein steuerbares  - That the interconnection (14) in a the capacitor (12) with the desuperheater (1 1) fluidly connecting the second connecting line (25) has a controllable
Sperrventil (35) enthält, das in der Heizschaltstellung gesperrt und in der.  Lock valve (35) contains, which is locked in the Heizschaltstellung and in the.
Kühlschaltstellung geöffnet ist.  Cooling switch position is open.
Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, Plant according to one of claims 2 to 6,
gekennzeichnet durch marked by
eine Steuerung (36) zum Umschalten der Verschaltung (14) zwischen der a controller (36) for switching the interconnection (14) between the
Heizschaltstellung und der Kühlschaltstellung, wobei die Steuerung (36) mit der Kühlmittelpumpe (7) zum Verändern des Volumenstroms des Kühlmittels gekoppelt ist, wobei die Steuerung (36) in der Heizschaltstellung einen kleineren Heating switch position and the cooling switch position, wherein the controller (36) coupled to the coolant pump (7) for changing the volume flow of the coolant is, wherein the controller (36) in the Heizschaltstellung a smaller
Volumenstrom für das Kühlmittel einstellt als in der Kühlschaltstellung.  Volume flow for the coolant sets as in the cooling switch position.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Installation according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Kühlmittelkreis (3) einen den Heizwärmetauscher (9) umgehenden steuerbaren Bypass (37) aufweist.  the coolant circuit (3) has a controllable bypass (37) bypassing the heating heat exchanger (9).
9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Plant according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Kältemittelkreis (2) im Kondensator (12) oder zwischen dem Kondensator (12) und dem Unterkühler (13) einen Kältemittelsammler (39) aufweist.  the refrigerant circuit (2) in the condenser (12) or between the condenser (12) and the subcooler (13) has a refrigerant collector (39).
10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. Plant according to one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
im Kühlmittelkreis (3) ein elektrischer Zuheizer (40) angeordnet ist, der bezüglich der Strömungsrichtung (8) des Kühlmittels im Kühlmittelkreis (3) stromauf des Heizwärmetauschers (9) angeordnet ist.  in the coolant circuit (3) an electric heater (40) is arranged, which is arranged with respect to the flow direction (8) of the coolant in the coolant circuit (3) upstream of the heating heat exchanger (9).
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