WO2023110175A1 - Verfahren zum betreiben eines kältemittelkreises eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2023110175A1
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Christian Rebinger
Helmut Rottenkolber
Dirk Schroeder
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Audi Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a refrigerant circuit of a motor vehicle, in which a compressor arranged in a main line of the refrigerant circuit delivers at least a minimal mass flow of refrigerant.
  • at least one parameter is recorded, which specifies a refrigerating capacity of a first evaporator arranged in the main line.
  • the first evaporator provides the refrigeration capacity as a result of exposure to the refrigerant delivered by the compressor, with the refrigerant being expanded by means of a first expansion element.
  • a second expansion element which is arranged in a parallel branch of the refrigerant circuit, can be opened at least partially.
  • the second expansion element is arranged upstream of a second evaporator arranged in the parallel line.
  • the invention relates to a motor vehicle with a refrigerant circuit and with a control device for carrying out the method.
  • DE 10 2016 005 782 A1 describes a method for operating a vehicle air conditioning system with a refrigerant circuit, with a first evaporator being arranged in a first branch of the refrigerant circuit.
  • a second branch of the refrigerant circuit in which a second evaporator designed as a chiller is arranged, is connected in parallel with the first branch. If an arranged in the refrigerant circuit refrigerant compressor is operated at a minimum speed, so to reduce the refrigeration capacity, a valve cross-sectional area of the first expansion element upstream of the first evaporator and/or a valve cross-sectional area of a further expansion element upstream of the chiller.
  • DE 10 2015 102 400 A1 describes a method for operating a refrigerant circuit in which an evaporator is preceded by an electrically controllable expansion element.
  • an evaporator is preceded by an electrically controllable expansion element.
  • the degree of opening of the electrical expansion element is increased.
  • Such a method is also comparatively inflexible with regard to long-term low-load operation of the compressor.
  • DE 10 2017 122 818 A1 and DE 102019 121 711 A1 describe methods for operating a refrigerant circuit, in which operation of a compressor at high load is to be avoided.
  • the compressor or refrigerant compressor is alternately switched off and then switched on again in low-load operation, ie when the compressor is conveying a minimal mass flow of refrigerant.
  • the evaporator of the refrigerant circuit from icing up, for example as a result of an evaporation temperature level that is permanently set too low.
  • such a mode of operation of the compressor in the form of a two-point control operation is unfavorable. This is because there is an increased load on the compressor if it is switched on and off repeatedly and, in particular, at short intervals.
  • such an operating mode is unfavorable with regard to the fact that the switching on and off of the compressor can be audible to the occupants of the motor vehicle and can therefore cause disruptive acoustic effects. This is also disadvantageous.
  • the object of the present invention is to specify a method of the type mentioned at the outset, which entails a particularly high level of flexibility with regard to dealing with excess cooling capacity of the first evaporator and to create a motor vehicle with a control device designed to carry out the method.
  • a compressor arranged in a main line of the refrigerant circuit delivers at least a minimal mass flow of refrigerant.
  • at least one parameter is recorded, which specifies a cooling capacity of a first evaporator arranged in the main line.
  • the first evaporator provides the refrigeration capacity as a result of being charged with refrigerant, which is conveyed by the compressor and expanded by means of a first expansion element.
  • a second expansion element can be at least partially opened, which is arranged in a parallel line of the refrigerant circuit upstream of a second evaporator arranged in the parallel line.
  • at least one of the openings is different from this opening Measure taken, the at least one measure leading to an increase in heat absorption by the refrigerant.
  • the first evaporator provides a specific refrigerating capacity, which is due to the fact that the compressor or refrigerant compressor delivers the minimum mass flow of refrigerant and this refrigerant is expanded by means of the first expansion element and then made available to the first evaporator, it can be done in a variety of ways a corresponding surplus of cooling capacity of the first evaporator are reacted. This is because the second expansion element can be opened at least partially and the at least one measure different from this opening can also be taken.
  • the method entails a particularly high degree of flexibility with regard to dealing with the excess cooling capacity of the first evaporator.
  • the excess cooling capacity which is caused by the fact that the first evaporator is charged with the refrigerant, which the compressor feeds to the first evaporator while the compressor delivers the minimum mass flow of refrigerant and this is set to be larger than is required for the actual need.
  • the adjustability or provision of the resulting minimum volume flow and the mass flow derived therefrom of the compressor is also dependent on the compression concept implemented in the compressor or also on the drive concept used for the compressor.
  • the compressor or refrigerant compressor is operated with a minimum capacity and thus delivers the minimum mass flow of refrigerant, stable operation of the compressor is ensured. However, this stable operation can no longer be ensured if the compressor delivers a lower mass flow than the minimum mass flow of refrigerant. Because the compressor in the present case conveys at least the minimum mass flow of refrigerant, continuous operation of the compressor or refrigerant compressor that is particularly gentle on components can be achieved. This continuous operation involves less stress on the compressor than would be the case if the compressor or refrigerant compressor were alternately switched off and then on again. This is also advantageous with regard to the fact that a long service life of the refrigerant compressor can be achieved in this way.
  • the at least one measure is taken in addition to the at least partial opening of the expansion element, it is possible to react particularly effectively to the excess cooling capacity of the first evaporator. If, on the other hand, the at least one measure is taken as an alternative to the at least partial opening of the second expansion element, it is possible to react to the excess cooling capacity of the first evaporator with particularly little effort.
  • the at least one measure can include increasing the amount of air with which a fan acts on the first evaporator. Such a load increase makes it very easy to take up the excess refrigeration capacity that the first evaporator provides when the compressor delivers the minimum mass flow.
  • the first evaporator is in the form of an evaporator for cooling and/or dehumidifying air which is introduced into a passenger compartment of the motor vehicle, this can be done with such an interior evaporator associated fan can be designed as an interior fan, which promotes the air flow into the passenger compartment of the motor vehicle.
  • the at least one measure can include an increase in a proportion of circulating air originating from a passenger compartment of the motor vehicle in an air volume that is supplied to the first evaporator. This is based on the finding that the circulating air originating from the passenger compartment of the motor vehicle and fed to the first evaporator can have a higher temperature and/or higher humidity than the ambient air. In this case, loading the evaporator with a higher quantity of circulating air means that more heat can be absorbed by the refrigerant flowing through the first evaporator than when the proportion of circulating air in the quantity of air fed to the first evaporator is lower , whereby the proportion of ambient air in this amount of air is correspondingly larger.
  • This measure can be implemented very easily and is particularly imperceptible to the occupants of the motor vehicle located in the passenger compartment.
  • the at least one measure can include increasing a volume flow of a coolant, by means of which heat is supplied to the second evaporator. This is based on the finding that such an increase in the volume flow of the liquid coolant also allows the excess cooling capacity of the first evaporator to be dissipated in a manner that is very inconspicuous for the occupants of the motor vehicle.
  • the measure in the form of increasing the volume flow of the coolant can then be implemented very expediently if the second expansion element is at least partially open. Accordingly, this measure can be taken in addition to the at least partial opening of the second expansion element.
  • an increase, even if only a slight increase, in a flow temperature of the coolant that is applied to the second evaporator can bring about a compensation for the excess cooling capacity. Due to the comparatively high thermal capacity of the liquid coolant or the coolant that can be supplied to the second evaporator, the excess cooling capacity can also be absorbed very effectively by the coolant.
  • the second evaporator to which the coolant is applied, in which the heat is released from the coolant to the expanded coolant, is also referred to as a chiller.
  • a chiller can be present in the motor vehicle in particular in order to dissipate heat given off during operation by an electrical energy store of the motor vehicle and/or power electronics of the motor vehicle. Heat sources of this type can therefore be used very well in order to reduce the cooling capacity of the first evaporator by introducing refrigerant into the parallel line and feeding it to the second evaporator.
  • the second evaporator is acted upon by an air flow instead of the coolant or such a cooling fluid.
  • This airflow can be used to condition another interior airflow or also to regulate the temperature of another consumer, such as a high-voltage storage device or a thermal box, i.e. a container into which goods to be cooled can be placed.
  • a high-voltage storage device or a thermal box i.e. a container into which goods to be cooled can be placed.
  • another option is a serial arrangement of the first evaporator and a further evaporator in the main line. If initially only the first evaporator is functionally active, for example by the first evaporator through which the refrigerant flows Air is applied, so an excess of cooling capacity at the first evaporator can be dissipated by activating the further evaporator and cycle operation of the compressor can be avoided.
  • the activation of the additional vaporizer may consist in that the additional evaporator is acted upon by a medium containing heat, while the additional evaporator is flowed through by the refrigerant.
  • the refrigerant circuit When the compressor conveys only the minimum mass flow of the refrigerant, the refrigerant circuit is usually operated in which active cooling of the electrical energy store and/or the power electronics by charging the second evaporator with refrigerant is not necessary per se, or only in is made to a small extent.
  • the waste heat from these components of the motor vehicle can be used very sensibly in order to prevent the temperature of the first evaporator from falling to an undesired extent.
  • the at least one measure includes introducing a further flow of coolant into the coolant.
  • the further flow of coolant has a second temperature which is higher than the first temperature.
  • the additional, warmer coolant flow can be admixed to the coolant in order to increase the temperature of the coolant fed to the second evaporator. In this way, it can be ensured with very little effort that heat is absorbed by the refrigerant at the second evaporator.
  • the second expansion element is at least partially open, this in turn leads to the refrigeration capacity of the first evaporator being reduced and the excess refrigeration capacity being fed to the second evaporator.
  • the additional coolant flow can be brought to the second temperature in particular by means of the waste heat from at least one additional component of the motor vehicle. Then the provision of the warm additional coolant flow is particularly easy.
  • the further component of the motor vehicle can be embodied as an electrical machine, by means of which the motor vehicle can be made to move or at least be supported.
  • the motor vehicle is designed as an electric vehicle or hybrid vehicle
  • an electric machine then designed as the drive motor of the motor vehicle provides waste heat during operation, which can be dissipated via the further coolant flow or introduced into the coolant, which is fed to the second evaporator.
  • a shut-off element arranged in the parallel line is preferably opened and closed alternately depending on the cooling capacity of the first evaporator provided at the minimum mass flow of the refrigerant.
  • the shut-off element in an open position, allows flow through the second expansion element, and in a closed position the shut-off element prevents flow through the second expansion element.
  • the second expansion element therefore does not need to have an opening width that can be changed by activation by means of a control device.
  • a valve of simple construction for example in the form of a thermostatic expansion valve, or even a throttle or orifice plate with an unchangeable cross-section through which the refrigerant can flow can be used as the second expansion element.
  • the shut-off element ensures that flow can take place through the expansion element or that flow through is prevented.
  • the at least partial opening or releasing of the expansion element is thus brought about by the shut-off element in this embodiment.
  • the shut-off element which can be designed in particular as a shut-off valve, can be opened and closed in a two-point control mode. Accordingly, the shut-off element is opened when the refrigerating capacity of the first evaporator is greater than desired at the minimum mass flow of refrigerant conveyed by the compressor. On the other hand, the shut-off device is closed again when the cooling capacity of the first evaporator reaches the desired operating range again.
  • the two-point control can thus be shifted from the compressor or refrigerant compressor to the shut-off element, in particular the shut-off valve.
  • shut-off device is usually designed as a simpler and less expensive component than the compressor.
  • a load on this component associated with the alternating opening and closing of the shut-off element is less critical than would be the case for the compressor or refrigerant compressor.
  • such a two-point regulation of the shut-off element is particularly unobtrusive and, in particular, cannot be perceived by the occupants of the motor vehicle.
  • the switching cycles of the shut-off element upstream of the second evaporator are preferably dependent on an air temperature measured on the air side downstream of the first evaporator and/or on a determined or estimated low pressure present at the first evaporator. If such values are undershot by a specified amount, the shut-off element is to be opened; if such values are exceeded, the shut-off element is closed. Consequently, an operating interval of the first evaporator can be determined as a switching interval for the obturator.
  • a comparatively rare switching of the shut-off element in the form of bringing the shut-off element into the open position and into the closed position is sufficient if the second evaporator is acted upon by the liquid coolant during operation. Because such a Coolant cooling by the second evaporator is more sluggish than is the case for air cooling, as is preferably effected here by means of the first evaporator.
  • the second expansion element is at least partially opened and/or the at least one measure is taken when the at least one parameter indicating the refrigerating capacity of the first evaporator falls below a target value.
  • the target value can specify a temperature of the air which the air should have at most after flowing through the first evaporator in order to ensure a sufficient degree of dehumidification of the evaporator inlet air flow.
  • the second expansion element at least partially opened and/or the at least one measure is taken when the at least one parameter indicative of the refrigerating capacity of the first evaporator reaches a limit value which is lower than the target value.
  • the limit value can indicate a minimum permissible outlet temperature of the air, which the air has after flowing through the first evaporator.
  • the minimum permissible outlet temperature of the air or outlet temperature of the first evaporator can be selected in such a way that there is no risk of the first evaporator icing up when it is reached.
  • the second expansion element is at least partially opened and/or the at least one measure is taken as soon as the parameter reaches the limit value, icing of the first evaporator can therefore be avoided very reliably. Nevertheless, the corresponding method steps do not have to be initiated as soon as the target value is undershot. As a result, interventions in the operation of the refrigerant circuit can advantageously be kept to a minimum.
  • an actual value of the refrigerating capacity of the first evaporator is preferably lower than a setpoint value of the refrigerating capacity, a Compressor displacement increased.
  • the compressor is then operated in such a way that the compressor delivers a higher mass flow of refrigerant than the minimum mass flow. This ensures a high level of air conditioning comfort, which can be achieved by operating the refrigerant circuit.
  • the speed of the compressor can be increased to increase the delivery rate of the compressor.
  • a mechanically driven compressor for example by means of a drive motor of the motor vehicle
  • changing the energization of a valve assigned to the compressor particularly if this valve is suitable for adjusting the mass flow
  • a pulse width modulation can be carried out when the valve is subjected to electrical current in order to change the delivery rate of the mechanically driven compressor.
  • Corresponding control signals which can bring about the changing of the rotational speed of the refrigerant compressor or the actuation of the valve, can be provided in particular by a control device designed to operate the refrigerant circuit.
  • a temperature of the air after the air has flowed through the first evaporator can be detected as the at least one parameter.
  • Such a temperature-based regulation can be implemented very easily.
  • a pressure of the refrigerant in the main line that is present on a suction side of the compressor can be detected as the at least one parameter.
  • the pressure present on the suction side or low-pressure side of the compressor can also be used in a very simple manner to determine the cooling capacity of the first evaporator or the evaporation temperature present in the first evaporator to infer
  • the pressure can refer directly to the evaporation pressure level and thus to the evaporation temperature.
  • these values can be determined or estimated using characteristic curves and/or characteristic diagrams.
  • the method is particularly robust and reliable.
  • the motor vehicle according to the invention has a refrigerant circuit and a control device.
  • the control device is designed to operate the refrigerant circuit according to the method according to the invention or an embodiment of the same.
  • the refrigerant circuit accordingly includes the main line, on which the compressor, the first evaporator and the first expansion element assigned to the first evaporator are arranged. Furthermore, a condenser or gas cooler is integrated into the main line in a manner known per se. In contrast, the parallel branch of the refrigerant circuit has the second evaporator and the expansion element assigned to the second evaporator. The two evaporators are thus connected in parallel, with the expanded refrigerant leaving the evaporators being fed back to the compressor arranged in the main line during operation of both evaporators.
  • the control device can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention.
  • the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor).
  • the processor device can have program code that is set up to, when executed by the processor device, the embodiment of the invention to carry out the procedure.
  • the program code can be stored in a data memory of the processor device.
  • the invention therefore also includes developments of the motor vehicle according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the motor vehicle according to the invention are not described again here.
  • the motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus.
  • the invention also includes the combinations of features of the described embodiments.
  • the invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments were not described as mutually exclusive.
  • FIG. 1 schematically shows a refrigerant circuit of a motor vehicle with a first evaporator, which is arranged in a main line of the refrigerant circuit, and with a second evaporator, which is arranged in a parallel line of the refrigerant circuit; and
  • FIG. 2 shows the motor vehicle, which has the refrigerant circuit according to FIG. 1, in a highly schematic manner.
  • FIG. 1 shows a refrigerant circuit 10 of a motor vehicle 12, which is also shown only schematically in FIG. 2, in a highly schematic manner.
  • the refrigerant circuit 10 comprises a main line 14 in which a compressor 16, a condenser 18 or gas cooler connected downstream of the compressor 16, and a first evaporator 20 are arranged in a manner known per se.
  • An expansion element 22 is connected upstream of the first evaporator 20 .
  • the expansion element 22 can be designed as a controllable expansion valve. Accordingly, an opening width of the expansion valve can be specified by means of a control device 24 .
  • the expansion element 22 is designed as a thermostatic expansion valve, the opening width of which cannot be influenced by an external control, ie in the present case by means of the control device 24 . Rather, in the case of the thermostatic expansion valve, the opening width, that is to say the cross section of the valve through which flow can take place, changes as a function of the temperature of the refrigerant, which is the refrigerant on the outlet side of the first evaporator 20, and dependent on the force relationships within the valve, which result from the pressures applied to the valve.
  • the first expansion element 22 can also be designed as a simple throttle or diaphragm with a constant flow-through cross-section. Such a first expansion element 22 cannot be controlled by the control device 24 either.
  • the compressor 16 or refrigerant compressor is operated continuously.
  • This continuous operation of the compressor 16 prevents the compressor 16 from being switched off and switched on alternately. This is particularly advantageous with regard to the fact that frequent switching off and then switching on of the compressor 16 results in an undesirable load on the compressor 16 .
  • the compressor 16 In continuous operation, however, the compressor 16 always delivers at least a minimum mass flow of refrigerant through the main line 14.
  • the ambient air that can be cooled by means of the first evaporator 20 is at a comparatively low temperature as the evaporator supply air flow, which can be detected by means of a first temperature sensor 26, when the first evaporator 20 is subjected to the minimum or minimum possible mass flow of refrigerant, that a discharge temperature of the first evaporator 20 is very low due to an excess cooling capacity or excess cooling capacity. If this discharge temperature, which can be detected by means of a second temperature sensor 28, falls below a predetermined limit value, which can depend on the design of the refrigerant circuit 10, ice formation or icing of the first evaporator 20 can occur.
  • Such icing of the first evaporator 20 can be prevented by the compressor 16 being switched off as soon as the discharge temperature of the air, ie the temperature of the air after it has flowed through the first evaporator 20, is too low. In the present case, however, this alternating switching on and off of the compressor 16 is avoided, so that the compressor 16 always promotes at least the minimum mass flow of refrigerant. In order nevertheless to dissipate excess cooling capacity or cooling capacity of the first evaporator 20, different measures can be taken. These will be explained below.
  • the refrigerant circuit 10 has a parallel line 30 which branches off from the main line 14 at a branch point 32 of the refrigerant circuit 10 upstream of the first expansion element 22 .
  • the branch point 32 is thus arranged between the condenser 18 and the first expansion element 22 .
  • the parallel branch 30 opens into the main branch 14 again. Starting from this junction point 34, the refrigerant returns to the compressor 16.
  • a second expansion element 36 is arranged in the parallel line 30 and is connected upstream of a second evaporator 38 of the refrigerant circuit 10 .
  • the second expansion element 36 can be designed as a controllable expansion valve. Accordingly, as shown schematically in Fig. 1, by activating the second expansion element 36 by means of the control device 24 or such a control device, an opening width of the second expansion element 36 and thus a flow-through cross section of the second expansion element 36 can be changed. In this way, the refrigeration capacity occurring at the first evaporator 20 can be reduced, because heat is also absorbed at the second evaporator 38 by the refrigerant which flows through the main line 14 and the parallel line 30 . The minimum possible and adjustable refrigerating capacity is thus divided between two consumers, in this case the first evaporator 20 and the second evaporator 38.
  • the excess cooling capacity or cooling capacity of the first evaporator 20 can thus be discharged into the parallel line 30 .
  • a two-point control operation of the compressor 16 can be avoided, which is associated with the alternating switching on and off of the compressor 16. Consequently, the continuous operation of the compressor 16 or refrigerant compressor can be ensured at the minimum mass flow that can be represented.
  • the compressor 16 delivers the minimum mass flow of refrigerant, the compressor 16 can have a minimum speed. This applies, for example, when the compressor 16 is designed as an electrically driven compressor. If, on the other hand, the compressor 16 is driven mechanically, for example by means of an internal combustion engine (not shown here) of the motor vehicle 12, the compressor 16 can promote the minimum mass flow by setting a minimum lift or similar parameters of the compressor 16.
  • a desired temperature of the air, which the air should have after flowing through the first evaporator 20 can in particular be adjusted and maintained.
  • the parallel line 30 can be used to discharge excess cooling capacity of the first evaporator 20 .
  • the second expansion element 36 can be designed as a thermal expansion valve or as a throttle or orifice plate with a constant, that is to say unchangeable, cross section through which flow can take place.
  • the control device 24 can control a shut-off element 40, which is shown schematically in FIG. 1 and can be connected upstream of the second expansion element 36 in the parallel line 30. If the shut-off element 40 embodied, for example, as a shut-off valve is opened or moved into an open position, flow can flow through the second expansion element 36 . If, on the other hand, the shut-off element 40 is closed, flow through the second expansion element 36 is prevented.
  • shut-off element 40 a combination component made up of the shut-off element 40 and the second expansion element 36 is conceivable.
  • both functions of the Throttling or expanding and shutting off the refrigerant flow combined in one component.
  • the shut-off element 40 can thus be controlled according to a two-point control operation, in which the shut-off element 40 is alternately opened and closed.
  • clocked operation changes from the more expensive and complex component in the form of the compressor 16 to the simple and inexpensive component in the form of the shut-off device 40.
  • the second evaporator 38 can be designed as a so-called chiller, as shown in the present example, which is not charged with air during operation like the first evaporator 20, but with a liquid coolant or a cooling liquid.
  • a corresponding coolant circuit 42 of the motor vehicle 12 is shown in a highly schematic form and in part in FIG. 1 .
  • the coolant can be supplied to the second evaporator 38 by means of a pump 44 .
  • the coolant cooled by the second evaporator 38 can then be fed, for example, to an electrical energy store 46 of motor vehicle 12, in order to dissipate waste heat released during operation of electrical energy store 46, i.e. when charging and discharging battery cells of energy store 46, and thus to cool energy store 46 .
  • Other common components of the coolant circuit 42 such as a cooler over which air flows during operation as a further heat sink, are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the electrical energy store 46 can be embodied as a high-voltage battery of the motor vehicle 12 if the motor vehicle 12 is embodied as an electric vehicle or hybrid vehicle. Accordingly, the electrical energy store 46 can provide electrical energy for an electric drive motor 48 of the motor vehicle 12 (compare FIG. 2). Especially when such a chiller functioning as a battery cooler is present, excess cooling capacity of the first evaporator 20 can be discharged into the parallel line 30 very well.
  • This outlet temperature or outlet temperature of the first evaporator 20 can be detected by the second temperature sensor 28 .
  • the function in which the excess cooling capacity of the first evaporator 20 is discharged into the parallel line 30 can take effect or be activated if the discharge temperature of the first evaporator 20 is in the range from approximately 2 °C to approximately 3 °C or such a limit value reached and cannot keep it stable and consequently falls below it.
  • the function for example in the form of the use of the parallel line 30, already takes effect or is activated, based on the outlet temperature of the evaporator 20, as soon as the blow-out temperature of the first evaporator 20, i.e. the temperature measured in the present case by the second temperature sensor 28 Temperature is less than a set point.
  • the target value can be around 6 °C, for example.
  • the compressor 16 continuously reduces the mass flow conveyed by it until the minimum possible mass flow of refrigerant through the main line 14 has been established at the compressor 16 .
  • the compressor 16 can reach or have a minimum speed.
  • This operation of the compressor 16 can result in the minimum permissible discharge temperature of the first evaporator 20 not being maintained or in the limit value being undershot. This increases the icing potential of the first evaporator 20 .
  • the case can arise that the temperature of the air flow downstream of the first evaporator 20, which is second temperature sensor 28 is detected, falls below the setpoint and thus there is an increased need for reheating.
  • the second expansion element 36 in the parallel line 30 can be opened continuously or steplessly until a target value for the air temperature is reached again, which is detected by the second temperature sensor 28 . At the same time, the minimum speed of the compressor 16 is maintained.
  • the expansion element 36 is closed again and the mass flow proportion of refrigerant in the direction of the first evaporator 20 is thus increased. If it then turns out that the actual temperature of the air downstream of the first evaporator 20 remains higher than the setpoint temperature even when the parallel line 30 is closed or no longer permeable, the speed of the compressor 16 can be increased. As an alternative to such a speed control of the compressor 16, the delivery quantity of the compressor 16 can be increased, as already explained, by changing the energization of a valve assigned to the compressor 16 (not shown here).
  • the first evaporator 20 can be embodied in particular as an interior evaporator, i.e. as a heat exchanger charged with the expanded refrigerant, which is embodied to cool and/or dehumidify the air supplied to a passenger compartment 52 of the motor vehicle 12 (cf. FIG. 2).
  • the control device 24 can thus control the fan 50 or interior fan to increase the air volume to increase and reduce again accordingly when no more excess cooling capacity needs to be dissipated by the first evaporator 20.
  • control device 24 it is possible to use the control device 24 to increase a proportion of circulating air originating from the passenger compartment 52 of the motor vehicle 12 in the quantity of air that is supplied to the first evaporator 20 .
  • a corresponding air recirculation flap 54 which can be controlled by the control device 24 for this purpose, is shown in a highly schematic manner in FIG.
  • the recirculated air flap 54 can thus be used to set the proportion of recirculated air that is circulated in the passenger compartment 52 of the motor vehicle 12 (compare Fig. 2) and the proportion of ambient air with which the fan 50 the first evaporator 20 is applied.
  • the first evaporator 20 can be acted upon by the blower 50 depending on the position of the circulating air flap 54 exclusively with ambient air or both with circulating air and ambient air or exclusively with circulating air.
  • the direction in which the air fractions are to be shifted ultimately depends on their latent and sensitive load.
  • the latent load of the circulating air and/or the ambient air indicates what amount of heat is absorbed by the refrigerant due to a reduction in the humidity of the air.
  • the sensible load indicates the amount of heat absorbed by the refrigerant due to a decrease in the temperature of the air. Accordingly, it is preferably ensured that an adjustment of the air damper 54 actually results in an increase in the load in the air flow.
  • the thermal portion of the load as well as the moisture portion of the load should preferably be taken into account and the air admission to the first evaporator 20 adjusted accordingly.
  • a volume flow of the coolant can be increased by appropriately controlling the pump 44 , by means of which heat is supplied to the second evaporator 38 becomes.
  • the pump 44 can be controlled by the control device 24 .
  • the second evaporator 38 embodied here as a chiller by adding a further coolant stream 56 to the coolant.
  • the additional coolant stream 56 can have a higher temperature than the coolant sucked in by the pump 44 .
  • the pump 44 then conveys the coolant to the first evaporator 38 embodied here as a chiller, into which this warmer coolant stream 56 is also introduced, which is shown schematically by an arrow in FIG. 1 .
  • the coolant flow 56 can also be introduced into the coolant upstream of the pump 44 .
  • the expansion valve with the continuously variable through-flow cross-section can be installed in the parallel line 30 as the second expansion element 36. It is then possible, as explained above, to open the expansion element 36 continuously or steplessly until the desired target value for the outlet temperature of the first evaporator 20 is reached, which can be detected by the second temperature sensor 28 .
  • the second expansion element 36 arranged in the parallel line 30 can also be designed as the thermal or thermostatic expansion valve that cannot be influenced by the control device 24 or as the throttle or orifice plate with the constant flow-through cross section.
  • the parallel strand 30 is preferably that Shut-off device 40 installed, which is shown in Fig. 1 schematically.
  • the procedure can initially be analogous to that described above for the use of the expansion valve with the continuously variable flow-through cross section.
  • shut-off element 40 is opened until the target value for the outlet temperature of the first evaporator 20 is reached or exceeded by a predetermined value. In this case too, however, the minimum mass flow of the refrigerant which the compressor 16 delivers can be maintained.
  • the shut-off device 40 is closed. This process begins again as soon as the discharge temperature of the first evaporator 20 falls below the setpoint by a definable amount or reaches or falls below the limit value.
  • the flow rate of the compressor 16 can be increased if the actual value of the discharge temperature of the first evaporator 20 exceeds the setpoint, although the shut-off device 40 was previously closed again.
  • this second evaporator 38 can be operated in a comparable or analogous manner to the present second evaporator 38 or heat exchanger to which the coolant has been applied.
  • the energy store 46 can also be conditioned by means of the air flow.
  • a further cabin supply air flow can also be tempered and/or dehumidified by means of the second evaporator 38 .
  • an air conditioning system of motor vehicle 12 that includes refrigerant circuit 10 is designed as a so-called rear evaporator system, in which second evaporator 38 is designed to cool and/or dehumidify an air flow that is provided in a rear area of passenger compartment 52.
  • the air flow cooled and/or dehumidified via the second evaporator 38 can be heated by a heater (not shown here) placed downstream of the second evaporator 38, for example by means of a heating heat exchanger, heating coil or can also be reheated with an electric heater.
  • a heater not shown here
  • a serial connection or arrangement of the first evaporator 20 and a further evaporator (not shown here) in the main line 14 is also conceivable.
  • the further evaporator which is usually initially inactive in this case, can be activated.
  • the additional evaporator through which refrigerant flows can be actively charged with coolant and/or air, with these media being able to compensate for the excess cooling capacity.
  • the control device 24 can also regulate, corresponding control interventions or regulation interventions then being carried out more on the heat source side and less on the refrigerant side.
  • pressure sensors in the form of a first pressure sensor 58 and a second Pressure sensor 60 may be arranged.
  • the first pressure sensor 58 detects the pressure of the refrigerant in the main line 14 upstream of the compressor 16
  • the second pressure sensor 60 detects the pressure of the refrigerant downstream of the compressor 16.
  • the signal of this first pressure sensor 58 can also be used as an indicator for the evaporation pressure and the corresponding evaporation temperature instead of the blow-out temperature as a parameter which indicates the cooling capacity of the first evaporator 20. If the pressure detected by the first pressure sensor 58 falls below a predetermined threshold value, the parallel line 30 can be used to absorb the excess cooling capacity. Additionally or alternatively, one of the other measures explained above can be taken, which leads to an increase in heat absorption by the refrigerant.
  • the parallel line 30 can be closed again.
  • the minimum delivery rate of the compressor 16 is maintained.
  • Both the signal from the first pressure sensor 58 and the signal from the second temperature sensor 28 can also be fed to the control unit or the control device 24 in order to ensure that the excess cooling capacity of the first evaporator 20 is dissipated during operation of the refrigerant circuit 10 if the Compressor 16 promotes the minimum mass flow of the refrigerant.
  • the examples show how continuous operation of the compressor 16 can be provided, in particular if a thermal expansion valve or similar expansion element that cannot be actively influenced is arranged as the first expansion element 22 on the first evaporator 20 designed as an interior space evaporator.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises (10) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein in einem Hauptstrang (14) des Kältemittelkreises (10) angeordneter Verdichter (16) einen minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert. Es wird wenigstens ein Parameter erfasst, welcher eine Kälteleistung eines in dem Hauptstrang (14) angeordneten ersten Verdampfers (20) angibt. Der erste Verdampfer (20) stellt die Kälteleistung infolge einer Beaufschlagung mit dem mittels eines ersten Expansionsorgans (22) entspannten Kältemittel bereit. In Abhängigkeit von der bei dem minimalen Massenstrom bereitgestellten Kälteleistung des ersten Verdampfers (20) kann ein zweites Expansionsorgan (36) geöffnet werden, welches in einem Parallelstrang (30) stromaufwärts eines zweiten, in dem Parallelstrang (30) angeordneten Verdampfers (38) angeordnet ist. In Abhängigkeit von der Kälteleistung des ersten Verdampfers (20) wird zusätzlich oder alternativ wenigstens eine von dem Öffnen des zweiten Expansionsorgans (36) verschiedene Maßnahme ergriffen, welche zum Erhöhen einer Wärmeaufnahme durch das Kältemittel führt.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein in einem Hauptstrang des Kältemittelkreises angeordneter Verdichter zumindest einen minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert. Bei dem Verfahren wird wenigstens ein Parameter erfasst, welcher eine Kälteleistung eines in dem Hauptstrang angeordneten ersten Verdampfers angibt. Der erste Verdampfer stellt die Kälteleistung infolge einer Beaufschlagung mit dem von dem Verdichter geförderten Kältemittel bereit, wobei das Kältemittel mittels eines ersten Expansionsorgans entspannt wird. In Abhängigkeit von der bei dem minimalen Massenstrom des Kältemittels bereitgestellten Kälteleistung des ersten Verdampfers kann ein zweites Expansionsorgan zumindest teilweise geöffnet werden, welches in einem Parallelstrang des Kältemittelkreises angeordnet ist. Das zweite Expansionsorgan ist hierbei stromaufwärts eines zweiten, in dem Parallelstrang angeordneten Verdampfers angeordnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreis und mit einer Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die DE 10 2016 005 782 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugklimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf, wobei ein erster Verdampfer in einem ersten Zweig des Kältemittelkreislaufs angeordnet ist. Dem ersten Zweig ist ein zweiter Zweig des Kältemittelkreislaufs parallel geschaltet, in welchem ein als Chiller ausgebildeter zweiter Verdampfer angeordnet ist. Wenn ein in dem Kältemittelkreislauf angeordneter Kältemittelverdichter mit einer minimalen Drehzahl betrieben wird, so wird zur Reduzierung der Kälteleistung eine Ventil-Querschnittsfläche eines dem ersten Verdampfer vorgeschalteten ersten Expansionsorgans und/oder eine Ventil-Querschnittsfläche eines dem Chiller vorgeschalteten weiteren Expansionsorgans schrittweise vergrößert.
Bei diesem Verfahren sind die Möglichkeiten einer Einflussnahme zur Reduzierung der Kälteleistung vergleichsweise begrenzt.
Die DE 10 2015 102 400 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs, bei welchem einem Verdampfer ein elektrisch steuerbares Expansionsorgan vorgeschaltet ist. Bei einem Umschalten in einen Niederlastbetrieb eines Verdichters des Kältemittelkreislaufs wird der Öffnungsgrad des elektrischen Expansionsorgans erhöht.
Ein derartiges Verfahren ist im Hinblick auf einen dauerhaften Niederlastbetrieb des Verdichters ebenfalls vergleichsweise unflexibel.
Des Weiteren beschreiben die DE 10 2017 122 818 A1 und die DE 102019 121 711 A1 Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreislaufs, bei welchen ein Betrieb eines Verdichters mit hoher Last vermieden werden soll.
Im Betrieb eines Kältemittelkreises eines Kraftfahrzeugs kann des Weiteren vorgesehen sein, den Verdichter oder Kältemittelverdichter im Niederlastbetrieb, also dann, wenn der Verdichter einen minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert, alternierend abzuschalten und dann wieder anzuschalten. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Verdampfer des Kältemittelkreises etwa infolge eines dauerhaft zu niedrig eingestellten Verdampfungstemperaturniveaus vereist. Jedoch ist eine derartige Betriebsweise des Verdichters in Form eines Zwei-Punkt- Regelbetriebs ungünstig. Denn es geht mit einer erhöhten Belastung des Verdichters einher, wenn dieser wiederholt und insbesondere in kurzen zeitlichen Abständen angeschaltet und abgeschaltet wird. Zudem ist eine derartige Betriebsweise im Hinblick darauf ungünstig, dass das Einschalten und Ausschalten des Verdichters für Insassen des Kraftfahrzeugs hörbar sein und damit störende akustische Effekte bewirken kann. Auch dies ist nachteilig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine besonders hohe Flexibilität im Hinblick auf einen Umgang mit einem Kälteleistungsüberschuss des ersten Verdampfers mit sich bringt und ein Kraftfahrzeug mit einer zur Durchführung des Verfahrens ausgebildeten Steuerungseinrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises eines Kraftfahrzeugs fördert ein in einem Hauptstrang des Kältemittelkreises angeordneter Verdichter zumindest einen minimalen Massenstrom an Kältemittel. Hierbei wird wenigstens ein Parameter erfasst, welcher eine Kälteleistung eines in dem Hauptstrang angeordneten ersten Verdampfers angibt. Der erste Verdampfer stellt die Kälteleistung infolge einer Beaufschlagung mit Kältemittel bereit, welches von dem Verdichter gefördert und mittels eines ersten Expansionsorgans entspannt wird. In Abhängigkeit von der bei dem minimalen Massenstrom des Kältemittels bereitgestellten Kälteleistung des ersten Verdampfers kann ein zweites Expansionsorgan zumindest teilweise geöffnet werden, welches in einem Parallelstrang des Kältemittelkreises stromaufwärts eines zweiten, in dem Parallelstrang angeordneten Verdampfers angeordnet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in Abhängigkeit von der bei dem minimalen Massenstrom des Kältemittels bereitgestellten Kälteleistung des ersten Verdampfers zusätzlich oder alternativ zu dem zumindest teilweisen Öffnen des zweiten Expansionsorgans wenigstens eine von diesem Öffnen verschiedene Maßnahme ergriffen, wobei die wenigstens eine Maßnahme zum Erhöhen einer Wärmeaufnahme durch das Kältemittel führt.
Wenn also der erste Verdampfer eine bestimmte Kälteleistung bereitstellt, welche davon herrührt, dass der Verdichter oder Kältemittelverdichter den minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert und dieses Kältemittel mittels des ersten Expansionsorgans entspannt wird und dann dem ersten Verdampfer zur Verfügung gestellt wird, so kann auf vielfältige Weise auf einen entsprechenden Kälteleistungsüberschuss des ersten Verdampfers reagiert werden. Es kann nämlich das zweite Expansionsorgan zumindest teilweise geöffnet werden und zusätzlich die wenigstens eine von diesem Öffnen verschiedene Maßnahme ergriffen werden.
Des Weiteren ist es möglich, lediglich die wenigstens eine von dem zumindest teilweisen Öffnen des zweiten Expansionsorgans verschiedene Maßnahme zu ergreifen. Folglich bringt das Verfahren eine besonders große Flexibilität im Hinblick auf einen Umgang mit dem Kälteleistungsüberschuss des ersten Verdampfers mit sich. Denn es kann je nach vorliegender Situation auf unterschiedliche Art und Weise auf den Kälteleistungsüberschuss reagiert werden, welcher dadurch bedingt ist, dass der erste Verdampfer mit dem Kältemittel beaufschlagt wird, welches der Verdichter dem ersten Verdampfer zuführt, während der Verdichter den minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert und sich dieser größer einstellt als es für den tatsächlichen Bedarf erforderlich ist.
Die Einstellbarkeit oder Bereitstellung des resultierenden minimalen Volumen- und des sich daraus ableitenden Massenstroms des Verdichters ist dabei auch abhängig von dem in dem Verdichter umgesetzten Verdichtungskonzept oder auch des für den Verdichter zur Anwendung kommenden Antriebskonzepts.
Wenn der Verdichter oder Kältemittelverdichter mit einer minimalen Förderleistung betrieben wird und somit den minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert, so ist ein stabiler Betrieb des Verdichters gewährleistet. Dieser stabile Betrieb kann jedoch dann nicht mehr sichergestellt werden, wenn der Verdichter einen geringeren Massenstrom als den minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert. Weil vorliegend der Verdichter jedoch zumindest den minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert, kann ein besonders bauteilschonender Dauerbetrieb des Verdichters oder Kältemittelverdichters erreicht werden. Dieser Dauerbetrieb geht mit einer geringeren Belastung des Verdichters einher als es der Fall wäre, wenn der Verdichter oder Kältemittelverdichter alternierend abgeschaltet und dann wieder angeschaltet würde. Dies ist auch im Hinblick darauf vorteilhaft, dass auf diese Weise eine lange Lebensdauer des Kältemittelverdichters erreichbar ist.
Zudem werden akustische Störungen vermieden, welche mit dem Anschalten und Abschalten des Verdichters einhergehen können. Des Weiteren kann auf diese Weise der gesamte Kältemittelkreis schonend betrieben werden, was im Hinblick auf einen geringen Verschleiß auch von weiteren Komponenten des Kältemittelkreises vorteilhaft ist.
Wenn die wenigstens eine Maßnahme zusätzlich zu dem zumindest teilweisen Öffnen des Expansionsorgans ergriffen wird, so lässt sich besonders wirkungsvoll auf den Kälteleistungsüberschuss des ersten Verdampfers reagieren. Wenn demgegenüber die wenigstens eine Maßnahme alternativ zu dem zumindest teilweisen Öffnen des zweiten Expansionsorgans ergriffen wird, so kann mit besonders geringem Aufwand auf den Kälteleistungsüberschuss des ersten Verdampfers reagiert werden.
Die wenigstens eine Maßnahme kann ein Erhöhen einer Luftmenge umfassen, mit welcher ein Gebläse den ersten Verdampfer beaufschlagt. Durch eine derartige Lasterhöhung lässt sich die überschüssige Kälteleistung sehr einfach aufnehmen, welche der erste Verdampfer bereitstellt, wenn der Verdichter den minimalen Massenstrom fördert.
Wenn der erste Verdampfer als Verdampfer zum Kühlen und/oder Entfeuchten von Luft ausgebildet ist, welche in einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs eingebracht wird, so kann das einem solchen Innenraumverdampfer zugeordnete Gebläse als Innenraumgebläse ausgebildet sein, welches den Luftstrom in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs fördert.
Zusätzlich oder alternativ kann die wenigstens eine Maßnahme ein Erhöhen eines Anteils an aus einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs stammender Umluft in einer Luftmenge umfassen, welche dem ersten Verdampfer zugeführt wird. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die aus dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs stammende und dem ersten Verdampfer zugeführte Umluft eine höhere Temperatur und/oder eine höhere Feuchte aufweisen kann als die Umgebungsluft. In diesem Fall führt das Beaufschlagen des Verdampfers mit einer höheren Menge an Umluft dazu, dass von dem durch den ersten Verdampfer strömenden Kältemittel mehr Wärme aufgenommen werden kann als dann, wenn der Anteil an Umluft in der Luftmenge geringer ist, welche dem ersten Verdampfer zugeführt wird, wobei dementsprechend der Anteil an Umgebungsluft in dieser Luftmenge größer ist. Diese Maßnahme lässt sich sehr einfach und für sich in dem Fahrgastraum befindende Insassen des Kraftfahrzeugs besonders unmerklich umsetzen.
Zusätzlich oder alternativ kann die wenigstens eine Maßnahme ein Erhöhen eines Volumenstroms eines Kühlmittels umfassen, mittels welchem dem zweiten Verdampfer Wärme zugeführt wird. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch durch ein solches Erhöhen des Volumenstroms des flüssigen Kühlmittels die überschüssige Kälteleistung des ersten Verdampfers auf für Insassen des Kraftfahrzeugs sehr unauffällige Art und Weise abgeführt werden kann. Die Maßnahme in Form des Erhöhens des Volumenstroms des Kühlmittels kann dann sehr zielführend umgesetzt werden, wenn das zweite Expansionsorgan zumindest teilweise geöffnet ist. Dementsprechend kann diese Maßnahme zusätzlich zu dem zumindest teilweisen Öffnen des zweiten Expansionsorgans vorgenommen werden.
Neben einer Erhöhung des Volumenstroms des Kühlmittels kann auch eine, wenn auch nur geringfügige Erhöhung einer Vorlauftemperatur des Kühlmittels, mit welchem der zweite Verdampfer beaufschlagt wird, eine Kompensation der überschüssigen Kälteleistung bewirken. Aufgrund der vergleichsweise hohen Wärmekapazität des flüssigen Kühlmittels beziehungsweise der Kühlflüssigkeit, welche dem zweiten Verdampfer zugeführt werden kann, lässt sich außerdem ein sehr effektives Aufnehmen der überschüssigen Kälteleistung durch das Kühlmittel erreichen.
Der mit dem Kühlmittel beaufschlagte zweite Verdampfer, in welchem die Wärmeabgabe von dem Kühlmittel an das entspannte Kältemittel stattfindet, wird auch als Chiller bezeichnet. Ein derartiger Chiller kann in dem Kraftfahrzeug insbesondere vorhanden sein, um von einem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs und/oder einer Leistungselektronik des Kraftfahrzeugs im Betrieb abgegebene Wärme abzuführen. Somit können derartige Wärmequellen sehr gut genutzt werden, um die Kälteleistung des ersten Verdampfers zu verringern, indem Kältemittel in den Parallelstrang eingebracht und dem zweiten Verdampfer zugeführt wird.
Alternativ ist auch denkbar, dass der zweite Verdampfer mit einem Luftstrom anstelle des Kühlmittels oder eines solchen Kühlfluids beaufschlagt ist. Dieser Luftstrom kann für die Konditionierung eines weiteren Innenraumzuluftstroms dienen oder auch für die Temperierung eines weiteren Verbrauchers, wie eines Hochvoltspeichers oder einer Thermobox, also eines Behältnisses, in welches zu kühlende Güter eingebracht werden können. Durch Aktivieren des Nebenstrangs oder Parallelstrangs, in welchem der zweite Verdampfer angeordnet ist, kann auch über einen solchen weiteren Luftstrom die überschüssige Kälteleistung kompensiert oder abgeführt werden.
Eine weitere Option stellt neben der Parallelstranganordnung von dem ersten und dem zweiten Verdampfer auch eine serielle Anordnung des ersten Verdampfers und eines weiteren Verdampfers in dem Hauptstrang dar. Wenn zunächst nur der erste Verdampfer funktional aktiv ist, etwa indem der von dem Kältemittel durchströmte erste Verdampfer mit Luft beaufschlagt wird, so kann ein Überschuss an Kälteleistung an dem ersten Verdampfer durch eine Aktivierung des weiteren Verdampfers abgeführt und ein Taktbetrieb des Verdichters vermieden werden. Die Aktivierung des weiteren Verdampfers kann darin bestehen, dass der weitere Verdampfer mit einem Wärme enthaltenden Medium beaufschlagt wird, während der weitere Verdampfer von dem Kältemittel durchströmt wird. Es kann also der Fall auftreten, dass dieser weitere Verdampfer aktiv von Kältemittel durchströmt wird, etwa weil eine Umgehungsleitung zum Umgehen des weiteren Verdampfers geschlossen ist oder weil eine solche Umgehungsleitung oder Bypassleitung gar nicht vorhanden ist, der weitere Verdampfer aber dennoch zunächst eine Inaktivität aufweist. In diesem Fall kann die an den weiteren Verdampfer angeschlossene Wärmequelle in Form des Wärme enthaltenden Mediums aktiviert werden, um eine Wärmeübertragung zu ermöglichen.
Dann, wenn der Verdichter lediglich den minimalen Massenstrom des Kältemittels fördert, ist üblicherweise ein Betrieb des Kältemittelkreises gegeben, bei welchem eine aktive Kühlung des elektrischen Energiespeichers und/oder der Leistungselektronik durch Beaufschlagen auch des zweiten Verdampfers mit Kältemittel an sich nicht erforderlich ist oder lediglich in geringem Ausmaß vorgenommen wird. Jedoch kann die Abwärme dieser Komponenten des Kraftfahrzeugs sehr sinnvoll genutzt werden, um zu verhindern, dass eine Temperatur des ersten Verdampfers unerwünscht weit absinkt.
Es kann vorgesehen sein, dass dem zweiten Verdampfer ein Kühlmittel zugeführt wird, welches eine erste Temperatur aufweist. Hierbei umfasst die wenigstens eine Maßnahme ein Einbringen eines weiteren Kühlmittelstroms in das Kühlmittel. Der weitere Kühlmittelstrom weist eine zweite Temperatur auf, welche höher ist als die erste Temperatur. Mit anderen Worten kann dem Kühlmittel der weitere, wärmere Kühlmittelstrom beigemischt werden, um die Temperatur des dem zweiten Verdampfer zugeführten Kühlmittels zu erhöhen. Auf diese Weise lässt sich sehr aufwandsarm dafür sorgen, dass an dem zweiten Verdampfer Wärme von dem Kältemittel aufgenommen wird. Dies führt bei zumindest teilweise geöffnetem zweiten Expansionsorgan wiederum dazu, dass die Kälteleistung des ersten Verdampfers verringert und die überschüssige Kälteleistung dem zweiten Verdampfer zugeführt wird. Der weitere Kühlmittelstrom kann insbesondere mittels der Abwärme wenigstens einer weiteren Komponente des Kraftfahrzeugs auf die zweite Temperatur gebracht werden. Dann ist das Bereitstellen des warmen weiteren Kühlmittelstroms besonders aufwandsarm. Insbesondere kann die weitere Komponente des Kraftfahrzeugs als elektrische Maschine ausgebildet sein, mittels weicher ein Fortbewegen des Kraftfahrzeugs bewirkbar oder zumindest unterstützbar ist.
Insbesondere wenn das Kraftfahrzeug als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet ist, stellt nämlich eine dann als Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs ausgebildete elektrische Maschine im Betrieb Abwärme bereit, welche über den weiteren Kühlmittelstrom abgeführt beziehungsweise in das Kühlmittel eingebracht werden kann, welches dem zweiten Verdampfer zugeführt wird.
Vorzugsweise wird in Abhängigkeit von der bei dem minimalen Massenstrom des Kältemittels bereitgestellten Kälteleistung des ersten Verdampfers ein in dem Parallelstrang angeordnetes Absperrorgan alternierend geöffnet und geschlossen. Hierbei lässt das Absperrorgan in einer Offenstellung ein Durchströmtwerden des zweiten Expansionsorgans zu, und in einer Geschlossenstellung unterbindet das Absperrorgan das Durchströmtwerden des zweiten Expansionsorgans. Bei einem derartigen Kältemittelkreis braucht somit das zweite Expansionsorgan keine durch Ansteuerung mittels einer Steuerungseinrichtung veränderbare Öffnungsweite aufzuweisen. Vielmehr kann als das zweite Expansionsorgan ein einfach aufgebautes Ventil etwa in Form eines thermostatischen Expansionsventils oder gar eine Drossel oder Blende mit einem unveränderbaren von dem Kältemittel durchström baren Querschnitt zum Einsatz kommen. Denn in diesem Fall sorgt das Absperrorgan dafür, dass das Expansionsorgan durchströmt werden kann oder das Durchströmtwerden unterbunden ist. Das zumindest teilweise Öffnen oder Freigeben des Expansionsorgans wird bei dieser Ausgestaltung somit durch das Absperrorgan bewirkt. Bei dieser Ausgestaltung kann das Absperrorgan, welches insbesondere als Absperrventil ausgebildet sein kann, in einem Zwei-Punkt-Regelbetrieb geöffnet und geschlossen werden. Demgemäß wird das Absperrorgan geöffnet, wenn die Kälteleistung des ersten Verdampfers bei dem minimalen von dem Verdichter geförderten Massenstrom an Kältemittel größer ist als gewünscht. Demgegenüber wird das Absperrorgan wieder geschlossen, wenn die Kälteleistung des ersten Verdampfers wieder den gewünschten Betriebsbereich erreicht. Es kann somit die Zwei-Punkt-Regelung von dem Verdichter oder Kältemittelverdichter hin zu dem Absperrorgan, insbesondere Absperrventil, verlagert werden.
Dies ist im Hinblick darauf vorteilhaft, dass das Absperrorgan üblicherweise als einfacher aufgebautes und kostengünstigeres Bauteil ausgebildet ist als der Verdichter. Demzufolge ist eine mit dem alternierenden Öffnen und Schließen des Absperrorgans einhergehende Belastung dieses Bauteils weniger kritisch als dies für den Verdichter oder Kältemittelverdichter der Fall wäre. Zudem ist eine derartige Zwei-Punkt-Regelung des Absperrorgans besonders unauffällig und insbesondere von Insassen des Kraftfahrzeugs nicht wahrnehmbar.
Die Schaltzyklen des Absperrorganes stromaufwärts des zweiten Verdampfers sind vorzugsweise abhängig von einer luftseitig stromabwärts des ersten Verdampfers gemessenen Lufttemperatur und/oder von einem an dem ersten Verdampfer anliegenden und bestimmten oder abgeschätzten Niederdruck. Werden derartige Werte um einen festgelegten Betrag unterschritten, ist das Absperrorgan zu öffnen, werden derartige Werte überschritten, erfolgt ein Schließen des Absperrorganes. Folglich kann ein Betriebsintervall des ersten Verdampfers als Schaltintervall für das Absperrorgan bestimmt werden.
Des Weiteren ist ein vergleichsweise seltenes Schalten des Absperrorgans in Form des Verbringens des Absperrorgans in die Offenstellung und in die Geschlossenstellung ausreichend, wenn der zweite Verdampfer im Betrieb mit dem flüssigen Kühlmittel beaufschlagt wird. Denn eine derartige Kühlmittelkühlung durch den zweiten Verdampfer ist träger als dies für eine Luftkühlung der Fall ist, wie sie vorliegend vorzugsweise mittels des ersten Verdampfers bewirkt wird.
Vorzugsweise wird das zweite Expansionsorgan zumindest teilweise geöffnet und/oder die wenigstens eine Maßnahme ergriffen, wenn der wenigstens eine die Kälteleistung des ersten Verdampfers angebende Parameter einen Sollwert unterschreitet. Beispielsweise kann der Sollwert eine Temperatur der Luft angeben, welche die Luft nach dem Hindurchströmen durch den ersten Verdampfer höchstens aufweisen sollte, um ein ausreichendes Maß an Entfeuchtung des Verdampferzuluftstroms zu gewährleisten. Wird dieser Sollwert an dem ersten Verdampfer unterschritten, so ist ein (zusätzliches) Nachheizen der (Zu-)Luft für den Fahrgastraum etwa mittels einer in Strömungsrichtung der Luft gesehen stromabwärts des ersten Verdampfers angeordneten Heizeinrichtung vorzusehen, um die Temperatur der Luft wieder auf den Sollwert eines solchen Kabinen- oder Innenraumzuluftstroms anzuheben. Insbesondere wenn ein derartiges Nachheizen, welches einen zusätzlichen Heizleistungsbedarf bedeutet, vermieden werden soll, kann vorgesehen sein, das zweite Expansionsorgan zumindest teilweise zu öffnen und/oder die wenigstens eine hiervon verschiedene Maßnahme zu ergreifen, sobald der wenigstens eine die Kälteleistung insbesondere des ersten Verdampfers angebende Parameter den Sollwert unterschreitet.
Etwa wenn für das Nachheizen eine elektrische Heizeinrichtung zum Einsatz kommt, sorgt eine derartige Strategie für eine Einsparung von elektrischer Energie. Dies ist vorteilhaft.
Es kann jedoch vorgesehen sein, dass ein derartiges Nachheizen der Luft in Kauf genommen wird. Dann ist es dennoch vorteilhaft, ein Vereisen des ersten Verdampfers, also eine Bildung von Eis an dem ersten Verdampfer infolge der vergleichsweise hohen Kälteleistung desselben bei dem minimalen, von dem Verdichter geförderten Massenstrom an Kältemittel zu vermeiden.
Es kann daher vorgesehen sein, dass das zweite Expansionsorgan zumindest teilweise geöffnet und/oder die wenigstens eine Maßnahme ergriffen wird, wenn der wenigstens eine die Kälteleistung des ersten Verdampfers angebende Parameter einen Grenzwert erreicht, welcher geringer ist als der Sollwert. Insbesondere kann der Grenzwert eine minimale zulässige Austrittstemperatur der Luft angeben, welche die Luft nach dem Hindurchströmen durch den ersten Verdampfer aufweist. Die minimale zulässige Austrittstemperatur der Luft oder Ausblastemperatur des ersten Verdampfers kann so gewählt sein, dass bei deren Erreichen kein Vereisen des ersten Verdampfers zu befürchten ist.
Wenn also das zweite Expansionsorgan zumindest teilweise geöffnet wird und/oder die wenigstens eine Maßnahme ergriffen wird, sobald der Parameter den Grenzwert erreicht, kann demnach sehr zuverlässig das Vereisen des ersten Verdampfers vermieden werden. Dennoch brauchen die entsprechenden Verfahrensschritte nicht bereits eingeleitet zu werden, sobald der Sollwert unterschritten wird. Dadurch lassen sich Eingriffe in den Betrieb des Kältemittelkreises in vorteilhafter Weise gering halten.
Vorzugsweise wird dann, wenn in einem Betriebszustand des Kältemittelkreises, in welchem ein Durchströmtwerden des zweiten Expansionsorgans unterbunden ist und/oder die wenigstens eine von dem Öffnen verschiedene Maßnahme beendet ist, ein Istwert der Kälteleistung des ersten Verdampfers geringer ist als ein Sollwert der Kälteleistung, eine Fördermenge des Verdichters erhöht. Auf diese Weise kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass dann, wenn kein Kälteleistungsüberschuss des ersten Verdampfers mehr vorliegt, sondern die Kälteleistung des ersten Verdampfers geringer ist als der Sollwert der Kälteleistung, durch das Erhöhen der Fördermenge des Verdichters der Sollwert der Kälteleistung wieder erreicht wird. Dementsprechend wird der Verdichter dann so betrieben, dass der Verdichter einen höheren Massenstrom an Kältemittel als den minimalen Massenstrom fördert. Dies sorgt für einen hohen Klimatisierungskomfort, welcher durch Betreiben des Kältemittelkreises erreichbar ist.
Mit Erreichen eines Istwerts der Kälteleistung des ersten Verdampfers, der geringer ist als ein Sollwert der Kälteleistung, können alle eingeleiteten Maßnahmen zur Kompensation des Kälteleistungsüberschusses oder Kühlleistungsüberschusses schrittweise bis vollständig zurückgefahren und der Betrieb der Kälteanlage beziehungsweise des Kältemittelkreises auf gewohnte, reguläre Weise fortgesetzt werden.
Wenn der Verdichter oder Kältemittelverdichter als elektrisch angetriebener Verdichter ausgebildet ist, so kann zum Erhöhen der Fördermenge des Verdichters die Drehzahl des Verdichters erhöht werden. Bei einem mechanisch, etwa mittels eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs angetriebenen Verdichter kann demgegenüber durch Verändern einer Bestromung eines dem Verdichter zugeordneten Ventils, insbesondere wenn dieses Ventil für die Einstellbarkeit des Massenstromes geeignet ist, für das Erhöhen der Fördermenge des Verdichters gesorgt werden. Insbesondere kann eine Pulsbreitenmodulation beim Beaufschlagen des Ventils mit elektrischem Strom vorgenommen werden, um die Fördermenge des mechanisch angetriebenen Verdichters zu verändern. Entsprechende Steuersignale, welche das Verändern der Drehzahl des Kältemittelverdichters oder das Ansteuern des Ventils bewirken können, können insbesondere von einer zum Betreiben des Kältemittelkreises ausgebildeten Steuerungseinrichtung bereitgestellt werden.
Als der wenigstens eine Parameter kann eine Temperatur der Luft nach einem Hindurchströmen der Luft durch den ersten Verdampfer erfasst werden. Eine derartige temperaturbasierte Regelung lässt sich sehr einfach umsetzen.
Zusätzlich oder alternativ kann als der wenigstens eine Parameter ein an einer Saugseite des Verdichters vorliegender Druck des Kältemittels in dem Hauptstrang erfasst werden. Insbesondere wenn ein derartiger Druck ohnehin zur Steuerung oder Regelung des Verdichters herangezogen wird, kann der an der Saugseite oder Niederdruckseite des Verdichters vorliegende Druck in sehr einfacher Weise auch dazu verwendet werden, auf die Kälteleistung des ersten Verdampfers beziehungsweise auf die in dem ersten Verdampfer anliegende Verdampfungstemperatur rückzuschließen. Je nach Position eines zum Erfassen des Drucks ausgebildeten Sensors kann der Druck direkt auf das Verdampfungsdruckniveau und damit auf die Verdampfungstemperatur verweisen. Alternativ können diese Werte über Kennlinien und/oder Kennfelder bestimmt beziehungsweise abgeschätzt werden.
Wenn sowohl die Temperatur der Luft als auch der an der Saugseite des Verdichters vorliegende Druck berücksichtigt werden, so ist das Verfahren besonders robust und zuverlässig.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist einen Kältemittelkreis und eine Steuerungseinrichtung auf. Hierbei ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, den Kältemittelkreis gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer Ausgestaltung desselben zu betreiben.
Der Kältemittelkreis umfasst demnach den Hauptstrang, an welchem der Verdichter, der erste Verdampfer und das dem ersten Verdampfer zugeordnete erste Expansionsorgan angeordnet sind. Des Weiteren ist in den Hauptstrang in an sich bekannter Weise ein Kondensator oder Gaskühler eingebunden. Demgegenüber weist der Parallelstrang des Kältemittelkreises den zweiten Verdampfer und das dem zweiten Verdampfer zugeordnete Expansionsorgan auf. Die beiden Verdampfer sind somit parallel geschaltet, wobei im Betrieb beider Verdampfer das die Verdampfer verlassende, entspannte Kältemittel wieder dem in dem Hauptstrang angeordneten Verdichter zugeführt wird.
Die Steuerungseinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.
Zu der Erfindung gehören demnach auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 schematisch einen Kältemittelkreis eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Verdampfer, welcher in einem Hauptstrang des Kältemittelkreises angeordnet ist, und mit einem zweiten Verdampfer, welcher in einem Parallelstrang des Kältemittelkreises angeordnet ist; und Fig. 2 stark schematisiert das Kraftfahrzeug, welches den Kältemittelkreis gemäß Fig. 1 aufweist.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
In Fig. 1 ist stark schematisiert ein Kältemittelkreis 10 eines in Fig. 2 ebenfalls lediglich schematisch gezeigten Kraftfahrzeugs 12 dargestellt. Der Kältemittelkreis 10 umfasst einen Hauptstrang 14, in welchem in an sich bekannter Weise ein Verdichter 16, ein dem Verdichter 16 nachgeschalteter Kondensator 18 oder Gaskühler sowie ein erster Verdampfer 20 angeordnet sind. Dem ersten Verdampfer 20 ist ein Expansionsorgan 22 vorgeschaltet. Wie in Fig. 1 angedeutet, kann das Expansionsorgan 22 als ansteuerbares Expansionsventil ausgebildet sein. Dementsprechend kann mittels einer Steuerungseinrichtung 24 eine Öffnungsweite des Expansionsventils vorgegeben werden.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Expansionsorgan 22 als thermostatisches Expansionsventil ausgebildet ist, dessen Öffnungsweite nicht durch eine Ansteuerung von außen, vorliegend also mittels der Steuerungseinrichtung 24, beeinflussbar ist. Vielmehr ändert sich bei dem thermostatischen Expansionsventil die Öffnungsweite, also der durchströmbare Querschnitt des Ventils, abhängig von der Temperatur des Kältemittels, welche das Kältemittel ausgangsseitig des ersten Verdampfers 20 aufweist, und abhängig von den Kräfteverhältnissen innerhalb des Ventils, welche aus den an dem Ventil anliegenden Drücken resultieren. In einer besonders einfachen Ausführung kann das erste Expansionsorgan 22 auch als einfache Drossel oder Blende mit einem konstanten durchström baren Querschnitt ausgebildet sein. Auch ein derartiges erstes Expansionsorgan 22 ist nicht von der Steuerungseinrichtung 24 ansteuerbar.
Vorliegend wird dafür gesorgt, dass der Verdichter 16 oder Kältemittelverdichter dauerhaft betrieben wird. Durch diesen Dauerbetrieb des Verdichters 16 wird ein alternierendes Abschalten und Einschalten des Verdichters 16 vermieden. Dies ist insbesondere im Hinblick darauf vorteilhaft, dass ein häufiges Abschalten und dann wieder Anschalten des Verdichters 16 eine unerwünschte Belastung des Verdichters 16 mit sich bringt. In dem Dauerbetrieb fördert der Verdichter 16 jedoch stets zumindest einen minimalen Massenstrom an Kältemittel durch den Hauptstrang 14.
Insbesondere wenn eine vergleichsweise niedrige Temperatur der mittels des ersten Verdampfers 20 kühlbaren Umgebungsluft als Verdampferzuluftstrom vorliegt, welche mittels eines ersten Temperaturfühlers 26 erfasst werden kann, so kann es bei einem Beaufschlagen des ersten Verdampfers 20 mit dem minimalen oder minimal möglichen Massenstrom an Kältemittel dazu kommen, dass eine Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 aufgrund eines Kälteleistungsüberschusses oder Kühlleistungsüberschusses sehr niedrig ist. Unterschreitet diese Ausblastemperatur, welche mittels eines zweiten Temperaturfühlers 28 erfasst werden kann, einen vorbestimmten Grenzwert, welcher von der Auslegung des Kältemittelkreises 10 abhängen kann, so kann es zu einer Eisbildung beziehungsweise einem Vereisen des ersten Verdampfers 20 kommen.
Ein solches Vereisen des ersten Verdampfers 20 kann verhindert werden, indem der Verdichter 16 abgeschaltet wird, sobald die Ausblastemperatur der Luft, also die Temperatur der Luft nach dem Hindurchströmen durch den ersten Verdampfer 20 zu niedrig ist. Vorliegend wird jedoch dieses alternierende Anschalten und Abschalten des Verdichters 16 vermieden, sodass der Verdichter 16 stets zumindest den minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert. Um dennoch eine überschüssige Kälteleistung oder Kühlleistung des ersten Verdampfers 20 abzuführen, können unterschiedliche Maßnahme ergriffen werden. Diese sollen im Folgenden erläutert werden.
Vorliegend weist der Kältemittelkreis 10 einen Parallelstrang 30 auf, welcher stromaufwärts des ersten Expansionsorgans 22 an einer Abzweigstelle 32 des Kältemittelkreises 10 von dem Hauptstrang 14 abzweigt. Die Abzweigstelle 32 ist somit zwischen dem Kondensator 18 und dem ersten Expansionsorgan 22 angeordnet. Stromabwärts des ersten Verdampfers 20, vorliegend an einer Einmündungsstelle 34, mündet der Parallelstrang 30 wieder in den Hauptstrang 14 ein. Ausgehend von dieser Einmündungsstelle 34 gelangt das Kältemittel wieder zu dem Verdichter 16.
In dem Parallelstrang 30 ist vorliegend ein zweites Expansionsorgan 36 angeordnet, welches einem zweiten Verdampfer 38 des Kältemittelkreises 10 vorgeschaltet ist. Das zweite Expansionsorgan 36 kann als ansteuerbares Expansionsventil ausgebildet sein. Dementsprechend kann, wie in Fig. 1 schematisch gezeigt, durch Ansteuern des zweiten Expansionsorgans 36 mittels der Steuerungseinrichtung 24 beziehungsweise eines derartigen Steuergeräts eine Öffnungsweite des zweiten Expansionsorgans 36 und somit ein durchström barer Querschnitt des zweiten Expansionsorgans 36 verändert werden. Auf diese Weise kann die an dem ersten Verdampfer 20 auftretende Kälteleistung verringert werden, weil auch an dem zweiten Verdampfer 38 eine Wärmeaufnahme durch das Kältemittel stattfindet, welches den Hauptstrang 14 und den Parallelstrang 30 durchströmt. Damit erfolgt eine Aufteilung der minimal möglichen und einstellbaren Kälteleistung auf nun zwei Verbraucher und zwar vorliegend auf den ersten Verdampfer 20 und auf den zweiten Verdampfer 38.
Die überschüssige Kälteleistung oder Kühlleistung des ersten Verdampfers 20 kann somit in den Parallelstrang 30 abgeführt werden. Dadurch kann ein Zwei- Punkt-Regelbetrieb des Verdichters 16 vermieden werden, welcher mit dem alternierenden Anschalten und Abschalten des Verdichters 16 einhergeht. Folglich kann der Dauerbetrieb des Verdichters 16 oder Kältemittelverdichters bei dem minimal darstellbaren Massenstrom sichergestellt werden.
Wenn der Verdichter 16 den minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert, kann der Verdichter 16 eine minimale Drehzahl aufweisen. Dies gilt beispielsweise, wenn der Verdichter 16 als elektrisch angetriebener Verdichter ausgebildet ist. Wenn der Verdichter 16 demgegenüber mechanisch, etwa mittels eines (vorliegend nicht gezeigten) Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs 12 angetrieben wird, kann der Verdichter 16 den minimalen Massenstrom fördern, indem ein minimaler Hub oder dergleichen Parameter des Verdichters 16 eingestellt wird.
Durch das Nutzen des Parallelstrangs 30 kann insbesondere eine gewünschte Temperatur der Luft eingestellt und beibehalten werden, welche die Luft nach dem Durchströmen des ersten Verdampfers 20 aufweisen soll.
Auch wenn das zweite Expansionsorgan 36 nicht als durch die Steuerungseinrichtung 24 ansteuerbares Bauteil ausgebildet ist, kann der Parallelstrang 30 zum Abführen einer überschüssigen Kälteleistung des ersten Verdampfers 20 genutzt werden. Beispielsweise kann das zweite Expansionsorgan 36 als thermisches Expansionsventil oder als Drossel beziehungsweise Blende mit einem konstanten, also unveränderbaren durchströmbaren Querschnitt ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Steuerungseinrichtung 24 ein Absperrorgan 40 ansteuern, welches in Fig. 1 schematisch gezeigt ist und in dem Parallelstrang 30 dem zweiten Expansionsorgan 36 vorgeschaltet sein kann. Wird das beispielsweise als Absperrventil ausgebildete Absperrorgan 40 geöffnet beziehungsweise in eine Offenstellung bewegt, so kann das zweite Expansionsorgan 36 durchströmt werden. Ist demgegenüber das Absperrorgan 40 geschlossen, so ist ein Durchströmtwerden des zweiten Expansionsorgans 36 unterbunden.
Alternativ ist ein Kombinationsbauteil aus dem Absperrorgan 40 und dem zweiten Expansionsorgan 36 denkbar. Damit sind beide Funktionen des Androsselns oder Expandierens und des Absperren des Kältemittelflusses in einem Bauteil vereint.
Bei dieser Variante des Kältemittelkreises 10 kann somit anstelle des Verdichters 16 das Absperrorgan 40 gemäß einem Zwei-Punkt-Regelbetrieb angesteuert werden, bei welchem das Absperrorgan 40 alternierend geöffnet und geschlossen wird. Der getaktete Betrieb wechselt somit in diesem Fall von dem teureren und komplexeren Bauteil in Form des Verdichters 16 hin zu dem einfachen und günstigen Bauteil in Form des Absperrorgans 40.
Der zweite Verdampfer 38 kann wie vorliegend beispielhaft gezeigt als sogenannter Chiller ausgebildet sein, welcher nicht wie der erste Verdampfer 20 im Betrieb mit Luft beaufschlagt wird, sondern mit einem flüssigen Kühlmittel beziehungsweise einer Kühlflüssigkeit. Ein entsprechender Kühlmittelkreis 42 des Kraftfahrzeugs 12 ist in Fig. 1 stark schematisiert und ausschnittsweise dargestellt.
Dementsprechend kann dem zweiten Verdampfer 38 das Kühlmittel mittels einer Pumpe 44 zugeführt werden. Das mittels des zweiten Verdampfers 38 gekühlte Kühlmittel kann dann beispielsweise einem elektrischen Energiespeicher 46 des Kraftfahrzeugs 12 zugeführt werden, um im Betrieb des elektrischen Energiespeichers 46, also beim Laden und Entladen von Batteriezellen des Energiespeichers 46, freigesetzte Abwärme abzuführen und so den Energiespeicher 46 zu kühlen. Weitere übliche Komponenten des Kühlmittelkreises 42, wie etwa ein im Betrieb von Luft überströmter Kühler als weitere Wärmesenke, sind in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Insbesondere kann der elektrische Energiespeicher 46 als Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeugs 12 ausgebildet sein, wenn das Kraftfahrzeug 12 als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet ist. Dementsprechend kann der elektrische Energiespeicher 46 elektrische Energie für einen elektrischen Antriebsmotor 48 des Kraftfahrzeugs 12 (vergleiche Fig. 2) bereitstellen. Insbesondere wenn ein derartiger, als Batteriekühler fungierender Chiller vorhanden ist, kann sehr gut überschüssige Kälteleistung des ersten Verdampfers 20 in den Parallelstrang 30 abgeführt werden.
Mögliche Betriebsweisen des Kältemittelkreises 10 sollen im Folgenden erläutert werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Parallelstrang 30 zum Abführen überschüssiger Kälteleistung erst dann genutzt wird, wenn der Luftstrom stromabwärts des ersten Verdampfers 20 eine minimal zulässige Austrittstemperatur erreicht hat. Diese Austrittstemperatur oder Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 kann mittels des zweiten Temperaturfühlers 28 erfasst werden. Beispielsweise kann die Funktion, bei welcher die überschüssige Kälteleistung des ersten Verdampfers 20 in den Parallelstrang 30 abgeführt wird, greifen oder aktiviert werden, wenn die Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 im Bereich von etwa 2 °C bis etwa 3 °C liegt beziehungsweise einen derartigen Grenzwert erreicht und diesen nicht stabil halten kann und in der Folge unterschreitet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Funktion etwa in Form der Nutzung des Parallelstrangs 30 schon, auf die Austrittstemperatur des Verdampfers 20 bezogen, greift oder aktiviert wird, sobald die Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20, also die vorliegend mittels des zweiten Temperaturfühlers 28 erfasste Temperatur, geringer ist als ein Sollwert. Der Sollwert kann beispielsweise bei etwa 6 °C liegen.
In beiden Fällen kann wie nachfolgend beschrieben vorgegangen werden. Zunächst reduziert der Verdichter 16 kontinuierlich den von diesem geförderten Massenstrom solange, bis sich an dem Verdichter 16 der minimal mögliche Massenstrom an Kältemittel durch den Hauptstrang 14 eingestellt hat. Beispielsweise kann der Verdichter 16 hierbei eine minimale Drehzahl erreichen oder aufweisen. Dieser Betrieb des Verdichters 16 kann dazu führen, dass die minimal zulässige Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 nicht gehalten beziehungsweise der Grenzwert unterschritten wird. Dadurch wird das Vereisungspotential des ersten Verdampfers 20 angehoben. Des Weiteren kann der Fall auftreten, dass die Temperatur des Luftstroms stromabwärts des ersten Verdampfers 20, welche mittels des zweiten Temperaturfühlers 28 erfasst wird, den Sollwert unterschreitet und somit ein erhöhter Nachheizbedarf vorliegt.
Um diese Auswirkungen, also das Erhöhen des Vereisungspotentials des ersten Verdampfers 20 oder das Ansteigen des Nachheizbedarfs, zu vermeiden, kann in dem Parallelstrang 30 das zweite Expansionsorgan 36 solange kontinuierlich beziehungsweise stufenlos geöffnet werden, bis wieder ein Zielwert der Temperatur der Luft erreicht wird, welche mittels des zweiten Temperaturfühlers 28 erfasst wird. Gleichzeitig wird die minimale Drehzahl des Verdichters 16 beibehalten.
Übersteigt der Istwert der Temperatur stromabwärts des ersten Verdampfers 20 den Sollwert, so wird das Expansionsorgan 36 wieder geschlossen und damit der Massenstromanteil an Kältemittel in Richtung des ersten Verdampfers 20 angehoben. Wenn sich dann herausstellt, dass auch bei geschlossenem beziehungsweise nicht mehr durchströmbarem Parallelstrang 30 die Ist-Temperatur der Luft stromabwärts des ersten Verdampfers 20 höher bleibt als die Soll-Temperatur, so kann die Drehzahl des Verdichters 16 angehoben werden. Alternativ zu einer derartigen Drehzahlansteuerung des Verdichters 16 kann wie bereits erläutert durch Verändern einer Bestromung eines dem Verdichter 16 zugeordneten (vorliegend nicht gezeigten) Ventils die Fördermenge des Verdichters 16 angehoben werden.
Zusätzlich oder alternativ zu der Nutzung des Nebenstrangs oder Parallelstrang 30 können weitere Maßnahmen ergriffen werden, welche zum Erhöhen einer Wärmeaufnahme durch das Kältemittel und gleichzeitig zu einer Reduktion des Kälteleistungsüberschusses führen. Beispielsweise kann die Luftmenge erhöht werden, mit welcher ein Gebläse 50 den ersten Verdampfer 20 beaufschlagt. Der erste Verdampfer 20 kann insbesondere als Innenraumverdampfer ausgebildet sein, also als ein mit dem entspannten Kältemittel beaufschlagter Wärmeübertrager, welcher dazu ausgebildet, die einem Fahrgastraum 52 des Kraftfahrzeugs 12 (vergleiche Fig. 2) zugeführte Luft zu kühlen und/oder zu entfeuchten. Die Steuerungseinrichtung 24 kann somit das Gebläse 50 oder Innenraumgebläse ansteuern, um die Luftmenge zu erhöhen und entsprechend wieder zu reduzieren, wenn keine überschüssige Kälteleistung mehr von dem ersten Verdampfer 20 abgeführt zu werden braucht.
Des Weiteren ist es möglich, mittels der Steuerungseinrichtung 24 einen Anteil an aus dem Fahrgastraum 52 des Kraftfahrzeugs 12 stammender Umluft in der Luftmenge zu erhöhen, welche dem ersten Verdampfer 20 zugeführt wird. Eine entsprechende Umluftklappe 54, welche zu diesem Zweck von der Steuerungseinrichtung 24 angesteuert werden kann, ist in Fig. 1 stark schematisiert gezeigt. Über die Umluftklappe 54 kann somit eingestellt werden, wie groß der Anteil an Umluft ist, welche in dem Fahrgastraum 52 des Kraftfahrzeugs 12 (vergleiche Fig. 2) im Kreislauf geführt wird, und wie hoch der Anteil an Umgebungsluft ist, mit welcher das Gebläse 50 den ersten Verdampfer 20 beaufschlagt. Der erste Verdampfer 20 kann mittels des Gebläses 50 je nach Stellung der Umluftklappe 54 ausschließlich mit Umgebungsluft oder sowohl mit Umluft und Umgebungsluft oder ausschließlich mit Umluft beaufschlagt werden. In welche Richtung die Luftanteile zu verschieben sind, ist letztlich von deren latenter und sensibler Last abhängig. Die latente Last der Umluft und/oder der Umgebungsluft gibt hierbei an, welche Wärmemenge von dem Kältemittel aufgrund einer Verringerung der Feuchte der Luft aufgenommen wird. Und die sensible Last gibt an, welche Wärmemenge von dem Kältemittel aufgrund einer Verringerung der Temperatur der Luft aufgenommen wird. Dementsprechend wird vorzugsweise sichergestellt, dass ein Verstellen der Luftklappe 54 tatsächlich einen Anstieg der Last in dem Luftstrom zur Folge hat. Dabei ist vorzugsweise der thermische Anteil der Last ebenso wie der Feuchteanteil der Last zu berücksichtigen und entsprechend die Luftbeaufschlagung des ersten Verdampfers 20 einzustellen.
Als weitere, zusätzlich oder alternativ ergreifbare Maßnahme, welche zum Erhöhen einer Wärmeaufnahme durch das Kältemittel führt, kann durch entsprechendes Ansteuern der Pumpe 44 ein Volumenstrom des Kühlmittels erhöht werden, mittels welchem dem zweiten Verdampfer 38 Wärme zugeführt wird. Die Ansteuerung der Pumpe 44 kann von der Steuerungseinrichtung 24 vorgenommen werden.
Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, eine Vorlauftemperatur des vorliegend als Chiller ausgebildeten zweiten Verdampfers 38 zu erhöhen, indem dem Kühlmittel ein weiterer Kühlmittelstrom 56 beigemischt wird. Hierbei kann der weitere Kühlmittelstrom 56 eine höhere Temperatur aufweisen als das von der Pumpe 44 angesaugte Kühlmittel. Die Pumpe 44 fördert dann zu dem vorliegend als Chiller ausgebildeten ersten Verdampfer 38 das Kühlmittel, in welches zusätzlich dieser wärmere Kühlmittelstrom 56 eingebracht wird, der in Fig. 1 schematisch durch einen Pfeil dargestellt ist. Der Kühlmittelstrom 56 kann in einer Variante des Kältemittelkreises 10 auch stromaufwärts der Pumpe 44 in das Kühlmittel eingebracht werden.
Beispielsweise ist es möglich, mittels des weiteren Kühlmittelstroms 56 Wärme von dem elektrischen Antriebsmotor 48 (vergleiche Fig. 2) des Kraftfahrzeugs 12 abzuführen. Es können jedoch auch andere Abwärmequellen des Kraftfahrzeugs 12 genutzt werden, um über den weiteren Kühlmittelstrom 56 die Vorlauftemperatur des Kühlmittels zu erhöhen, welches dem zweiten Verdampfer 38 zugeführt wird.
Bei dem Kältemittelkreises 10 kann in dem Parallelstrang 30 als das zweite Expansionsorgan 36 das Expansionsventil mit dem stufenlos veränderbaren durchströmbaren Querschnitt verbaut sein. Dann ist es wie vorstehend erläutert möglich, das Expansionsorgan 36 solange kontinuierlich beziehungsweise stufenlos zu öffnen, bis der gewünschte Zielwert der Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 erreicht wird, welche mittels des zweiten Temperaturfühlers 28 erfasst werden kann.
Das in dem Parallelstrang 30 angeordnete zweite Expansionsorgan 36 kann jedoch auch als das nicht mittels der Steuerungseinrichtung 24 beeinflussbare thermische oder thermostatische Expansionsventil oder die Drossel beziehungsweise Blende mit dem konstanten durchström baren Querschnitt ausgebildet sein. In diesem Fall ist in dem Parallelstrang 30 vorzugsweise das Absperrorgan 40 verbaut, welches in Fig. 1 schematisch gezeigt ist. Auch bei dieser Variante des Kältemittelkreises 10 kann zunächst in analoger Weise wie vorstehend bei der Verwendung des Expansionsventils mit dem stufenlos veränderbaren durchström baren Querschnitt beschrieben vorgegangen werden.
Auch bei dieser Variante gilt es also im Betrieb des Verdichters 16, welcher den minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert, das Vereisungspotential des ersten Verdampfers 20 oder ein stärkeres Nachheizen der Luft stromabwärts des ersten Verdampfers 20 zu vermeiden. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise wird bei dieser Variante jedoch das Absperrorgan 40 geöffnet, bis der Zielwert der Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 erreicht oder um einen vorbestimmten Wert überschritten wird. Auch in diesem Fall kann jedoch der minimale Massenstrom des Kältemittels beibehalten werden, welchen der Verdichter 16 fördert.
Wenn dann der Istwert der Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 den Sollwert oder Zielwert überschreitet, wird das Absperrorgan 40 geschlossen. Dieser Vorgang beginnt von Neuem, sobald die Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 den Sollwert um einen definierbaren Betrag unterschreitet oder den Grenzwert erreicht beziehungsweise unterschreitet. Auch bei dieser Variante des Betreibens des Kältemittelkreises 10 kann die Fördermenge des Verdichters 16 angehoben werden, wenn der Istwert der Ausblastemperatur des ersten Verdampfers 20 den Sollwert überschreitet, obwohl das Absperrorgan 40 zuvor wieder geschlossen wurde.
Ist der zweite Verdampfer 38 vorhanden, dieser jedoch anstelle eines Kühlfluides mit einem Luftstrom als Wärmequelle beaufschlagt, so kann dieser zweite Verdampfer 38 in vergleichbarer oder analoger Weise wie der vorliegende mit dem Kühlmittel beaufschlagte zweite Verdampfer 38 oder Wärmeübertrager betrieben werden. Auch mittels des Luftstroms kann der Energiespeicher 46 konditioniert werden. Zusätzlich oder alternativ kann mittels des zweiten Verdampfers 38 jedoch auch ein weiterer Kabinenzuluftstrom temperiert und/oder entfeuchtet werden. Dies gilt insbesondere, wenn eine den Kältemittelkreis 10 umfassende Klimaanlage des Kraftfahrzeugs 12 als sogenannte Heckverdampferanlage ausgebildet ist, bei welcher der zweite Verdampfer 38 dazu ausgebildet ist, einen Luftstrom abzukühlen und/oder zu entfeuchten, welcher in einem Heckbereich des Fahrgastraums 52 bereitgestellt wird.
Für den Fall der Aktivierung des zweiten Verdampferpfades oder Parallelstrangs 30 im Rahmen einer zusätzlichen Innenraumklimatisierung kann der über den zweiten Verdampfer 38 abgekühlte und/oder entfeuchtete Luftstrom mittels eines stromabwärts des zweiten Verdampfers 38 platzierten (vorliegend nicht gezeigten) Heizers beispielsweise mittels eines Heizungswärmeübertragers, Heizregisters oder auch elektrischen Heizers nachgeheizt werden.
Neben der parallelen Anordnung der beiden Verdampfer 20, 38 ist auch eine serielle Schaltung oder Anordnung des ersten Verdampfers 20 und eines weiteren (vorliegend nicht gezeigten) Verdampfers in dem Hauptstrang 14 denkbar. Sollte es hier zu einer entsprechenden Situation eines Auftretens von überschüssiger Kälteleistung an dem ersten Verdampfer 20 kommen, so kann der in der Regel in diesem Fall zunächst inaktive weitere Verdampfer aktiviert werden. Hierbei kann der weitere, von Kältemittel durchströmte Verdampfer aktiv mit Kühlmittel und/oder Luft beaufschlagt werden, wobei diese Medien die überschüssige Kälteleistung kompensieren können. Auch bei einer derartigen Variante des Betriebs des Kältemittelkreises 10 kann eine Regelung von der Steuerungseinrichtung 24 vorgenommen werden, wobei dann entsprechende Steuerungseingriffe oder Regelungseingriffe mehr auf der Wärmequellenseite und weniger auf der Kältemittelseite vorgenommen werden.
In dem Kältemittelkreis 10 können, wie vorliegend beispielhaft gezeigt, Drucksensoren in Form eines ersten Drucksensors 58 und eines zweiten Drucksensors 60 angeordnet sein. Hierbei erfasst der erste Drucksensor 58 den Druck des Kältemittels in dem Hauptstrang 14 stromaufwärts des Verdichters 16, und der zweite Drucksensor 60 erfasst den Druck des Kältemittels stromabwärts des Verdichters 16.
Insbesondere wenn zumindest der erste Drucksensor 58 vorhanden ist, kann als Parameter, welcher die Kälteleistung des ersten Verdampfers 20 angibt, anstelle der Ausblastemperatur auch das Signal dieses ersten Drucksensors 58 als Indikator für den Verdampfungsdruck und der damit korrespondierenden Verdampfungstemperatur verwendet werden. Unterschreitet der mittels des ersten Drucksensors 58 erfasste Druck einen vorbestimmten Schwellenwert, so kann der Parallelstrang 30 zur Aufnahme des Kälteleistungsüberschusses genutzt werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine der weiteren, vorstehend erläuterten Maßnahmen ergriffen werden, welche zum Erhöhen einer Wärmeaufnahme durch das Kältemittel führt.
Überschreitet der mittels des ersten Drucksensors 58 erfasste Druck anschließend wieder einen vorbestimmten Schwellenwert, so kann der Parallelstrang 30 wieder geschlossen werden. Auch hierbei wird die minimale Fördermenge des Verdichters 16 beibehalten.
Es können auch sowohl das Signal des ersten Drucksensors 58 als auch das Signal des zweiten Temperaturfühlers 28 dem Steuergerät beziehungsweise der Steuerungseinrichtung 24 zugeführt werden, um im Betrieb des Kältemittelkreises 10 dafür zu sorgen, dass die überschüssige Kälteleistung des ersten Verdampfers 20 abgeführt wird, wenn der Verdichter 16 den minimalen Massenstrom des Kältemittels fördert.
Durch das zumindest teilweise Öffnen des zweiten Expansionsorgans 36 und/oder durch Eingreifen wenigstens einer der weiteren vorstehend erläuterten Maßnahmen, welche zum Erhöhen einer Wärmeaufnahme durch das Kältemittel führt, werden eine Einstellbarkeit und auch ein zumindest weitgehendes Beibehalten eines Sollwerts der Temperatur der Luft stromabwärts des ersten Verdampfers 20 ermöglicht, welche mittels des zweiten Temperaturfühlers 28 erfasst werden kann. Dies gilt insbesondere für den Fall, in welchem eine Ist-Temperatur dieser Luft vorübergehend größer wird als eine Soll-Temperatur dieser Luft. In vorteilhafter Weise brauchen bei dem Verfahren, bei welchem die überschüssige Kälteleistung des ersten Verdampfers 20 abgeführt wird, in dem Hauptstrang 14 keine Veränderungen von Betriebsparametern vorgenommen zu werden. Insbesondere können in dem Hauptstrang 14 platzierte Ventile, etwa in Form des ersten Expansionsorgans 22, unbeeinflusst in ihrem Normalbetrieb Weiterarbeiten. Dies ist im Hinblick auf ein einfaches Betreiben des Kältemittelkreises 10 vorteilhaft.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie ein Dauerbetrieb des Verdichters 16 bereitgestellt werden kann, und zwar insbesondere, wenn an dem als Innenraumverdampfer ausgebildeten ersten Verdampfer 20 als das erste Expansionsorgan 22 ein thermisches Expansionsventil oder dergleichen nicht aktiv beeinflussbares Expansionsorgan angeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises (10) eines Kraftfahrzeugs (12), bei welchem ein in einem Hauptstrang (14) des Kältemittelkreises (10) angeordneter Verdichter (16) zumindest einen minimalen Massenstrom an Kältemittel fördert, und bei welchem wenigstens ein Parameter erfasst wird, welcher eine Kälteleistung eines in dem Hauptstrang (14) angeordneten ersten Verdampfers (20) angibt, wobei der erste Verdampfer (20) die Kälteleistung infolge einer Beaufschlagung mit dem von dem Verdichter (16) geförderten und mittels eines ersten Expansionsorgans (22) entspannten Kältemittel bereitstellt, und bei welchem in Abhängigkeit von der bei dem minimalen Massenstrom des Kältemittels bereitgestellten Kälteleistung des ersten Verdampfers (20) ein zweites Expansionsorgan (36) zumindest teilweise geöffnet werden kann, welches in einem Parallelstrang (30) des Kältemittelkreises (10) stromaufwärts eines zweiten, in dem Parallelstrang (30) angeordneten Verdampfers (38) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der bei dem minimalen Massenstrom des Kältemittels bereitgestellten Kälteleistung des ersten Verdampfers (20) zusätzlich oder alternativ zu dem zumindest teilweisen Öffnen des zweiten Expansionsorgans (36) wenigstens eine von diesem Öffnen verschiedene Maßnahme ergriffen wird, welche zum Erhöhen einer Wärmeaufnahme durch das Kältemittel führt. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maßnahme ein Erhöhen einer Luftmenge umfasst, mit welcher ein Gebläse (50) den ersten Verdampfer (20) beaufschlagt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maßnahme ein Erhöhen eines Anteils an aus einem Fahrgastraum (52) des Kraftfahrzeugs (12) stammender Umluft in einer Luftmenge umfasst, welche dem ersten Verdampfer (20) zugeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maßnahme ein Erhöhen eines Volumenstroms eines Kühlmittels umfasst, mittels welchem dem zweiten Verdampfer (20) Wärme zugeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Verdampfer (20) ein Kühlmittel zugeführt wird, welches eine erste Temperatur aufweist, wobei die wenigstens eine Maßnahme ein Einbringen eines weiteren Kühlmittelstroms (56) in das Kühlmittel umfasst, wobei der weitere Kühlmittelstrom (56) eine zweite Temperatur aufweist, welche höher ist als die erste Temperatur. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der bei dem minimalen Massenstrom des Kältemittels bereitgestellten Kälteleistung des ersten Verdampfers (20) ein in dem Parallelstrang (30) angeordnetes Absperrorgan (40) alternierend geöffnet und geschlossen wird, wobei das Absperrorgan (40) in einer Offenstellung ein Durchströmtwerden des zweiten Expansionsorgans (36) zulässt und in einer Geschlossenstellung das Durchströmtwerden des zweiten Expansionsorgans (36) unterbindet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Expansionsorgan (36) zumindest teilweise geöffnet und/oder die wenigstens eine Maßnahme ergriffen wird, wenn der wenigstens eine die Kälteleistung des ersten Verdampfers (20) angebende Parameter einen Sollwert unterschreitet oder einen Grenzwert erreicht, welcher geringer ist als der Sollwert.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn in einem Betriebszustand des Kältemittelkreises (10), in welchem ein Durchströmtwerden des zweiten Expansionsorgans (36) unterbunden ist und/oder die wenigstens eine von dem Öffnen verschiedene Maßnahme beendet ist, ein Istwert der Kälteleistung des ersten Verdampfers (20) geringer ist als ein Sollwert der Kälteleistung, eine Fördermenge des Verdichters (16) erhöht wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Parameter eine Temperatur der Luft nach einem Hindurchströmen der Luft durch den ersten Verdampfer (20) und/oder ein an einer Saugseite des Verdichters (16) vorliegender Druck des Kältemittels in dem Hauptstrang (14) erfasst wird.
10. Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreis (10) und mit einer Steuerungseinrichtung (24), wobei die Steuerungseinrichtung (24) dazu ausgebildet ist, den Kältemittelkreis (10) gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zu betreiben.
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