用于运行制冷回路的方法和制冷回路与流程

本发明涉及一种用于运行系统的制冷回路的方法，所述系统还包括冷却回路。本发明还涉及一种如此运行的制冷回路。

背景技术：

1、在运行中，制冷剂通过制冷剂回路或简称“制冷回路”进行循环。制冷回路用于热传递，尤其是通过所谓的“热泵”。因此，制冷回路实现：将热量释放给较热的环境或部件，或者从较冷的环境或部件吸收热量。这种制冷回路可以在一个系统中与冷却剂回路或简称“冷却回路”一起使用，冷却剂在冷却回路中循环。借助于冷却剂能够对例如应用装置的部件、例如车辆的电池进行调温、特别是冷却。

2、例如，这种制冷回路并且特别是这种系统从de 10 2021 204 471 a1、de 11 2018002 070 t5以及de 11 2019 002 912 b4中已知。所述制冷回路通常具有两个换热器，其中，换热器之一经由冷却回路用于电池的调温，并且另一换热器用于车辆乘员舱的空气调节。在此，根据运行情况，可以改变通过换热器的制冷剂的流动。

技术实现思路

1、本发明涉及如下目的：对用于运行上述类型制冷回路的方法以及这种制冷回路提出改进的或至少不同的实施方式，所述实施方式的特征特别在于改进的可变性。

2、根据本发明，该目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施方式是从属权利要求的主题。

3、因此，本发明基于以下基本构思：制冷回路的分别用于自身应用的调温的两个换热器在不同的运行模式中分别优先运行，其中，在各自的、换热器之一优先的运行模式中，在制冷回路中可用的热学功率优先提供给优先的换热器，而剩余的热学功率提供给另一换热器。以该方式可行的是：完全满足由各优先的换热器所要求的热学功率，并必要时将制冷回路的剩余热学功率提供给另一换热器。因此，产生制冷回路的可变性的改进，并且产生各自的换热器进而各自的换热器所进行的调温的真实的优先。

4、根据本发明构思，制冷剂回路是系统的组成部分，所述系统还具有冷却剂回路。在运行中，制冷剂通过制冷剂回路进行循环。在运行中，冷却剂通过冷却剂回路进行循环。制冷剂回路在下文中也简称为“制冷回路”，而冷却剂回路简称为“冷却回路”。在冷却回路中接入有部件，该部件借助于冷却剂进行调温，即冷却和/或加热，特别是冷却。该部件例如是车辆的电池，特别是牵引电池。制冷回路具有压缩机，所述压缩机在运行中压缩制冷剂。因此，压缩机推动制冷剂流经制冷回路。此外，制冷回路具有第一换热器和第二换热器。第一换热器布置在制冷回路的第一支路中。第二换热器布置在制冷回路的第二支路中，所述第二支路与第一支路并联延伸。在运行中，第一换热器与制冷剂流体隔离地由冷却剂或空气穿流，以对要输送给待进行空气调节的空间的空气进行调温。该空气在下文中也称为“空调空气”。因此，在运行中，在第一换热器中发生制冷剂与冷却剂或空调空气之间的热传递，以为了对空间进行空气调节的目的而对空调空气进行调温。该空间例如可以是车辆的乘员舱。冷却剂与制冷剂流体隔离地流动穿过第二换热器，使得制冷剂和冷却剂彼此传递热量，即在冷却剂和制冷剂之间发生热传递。因此，冷却剂能够对部件、特别是电池进行调温。因此，第二换热器最终用于部件的调温。制冷回路还具有第三换热器，所述第三换热器布置在压缩机下游以及第一换热器和第二换热器上游，特别是在第一支路和第二支路上游。借助于第三换热器尤其可能的是：对制冷剂进行调温、特别是冷却。给第一换热器和第二换热器分别配属有用于调节流经换热器的制冷剂的流动的膨胀阀。也就是说，制冷回路具有用于调节流经第一换热器的制冷剂的流动的第一膨胀阀和用于调节流经第二换热器的制冷剂的流动的第二膨胀阀。制冷回路能够在第一换热器处和第二换热器处总计提供一最大的热学功率，该最大的热学功率在下文中也称为“热学最大功率”或简称“最大功率”。如果热学最大功率不足以满足由第一换热器和第二换热器所要求的热学功率，则在不同的运行模式中分别优先对换热器之一提供热学功率。也就是说，如果由第一换热器所要求的热学功率（下文中也称为“第一热学功率”）与由第二换热器所要求的热学功率（下文中也称为“第二热学功率”）之和超过最大功率，则制冷回路能够在空调空气优先模式或部件优先模式下运行。在空调空气优先模式下，优先对第一换热器提供热学功率。也就是说，在空调空气优先模式下，在第一换热器处提供由第一换热器所要求的第一热学功率，并且在第二换热器处提供从最大功率剩余的热学功率。相比之下，在部件优先模式下，优先对第二换热器提供热学功率。也就是说，在部件优先模式下，在第二换热器处提供由第二换热器所要求的第二热学功率，并且在第一换热器处提供从最大功率剩余的热学功率。

5、如前所述，第三换热器用于制冷剂的调温。为此目的，第三换热器优选与制冷剂流体隔离地由另一流体穿流。该另一流体例如可以是环境空气或冷却剂。

6、压缩机有利地将制冷回路划分为压缩机下游直至膨胀阀的压排侧和压缩机上游直至膨胀阀的吸入侧。也就是说，第一换热器和第二换热器布置在吸入侧中。相比之下，第三换热器布置在压排侧中。

7、在第一换热器处提供的热学功率原则上可以以任意方式改变。

8、在优选的实施方式中，借助于改变压缩机的功率来改变在第一换热器处提供的热学功率。在此，压缩机的功率可以借助于压缩机的速度、即特别是用于压缩制冷剂的机械装置转动的速度来改变，其中，更高的速度对应于更高的功率，并且反之亦然。在此，特别是为了增加在第一换热器处提供的热学功率，增加输送给压缩机的功率、例如电功率。

9、替代地或附加地，可以借助于调整第一膨胀阀来改变在第一换热器处提供的热学功率。在此，特别是为了增加在第一换热器处提供的热学功率，进一步打开第一膨胀阀，即增大第一膨胀阀的能穿流的横截面。为了减少在第一换热器处提供的热学功率，可以进一步节流第一膨胀阀，即减小第一膨胀阀的能穿流的横截面。

10、在第二换热器处提供的热学功率原则上可以以任意方式改变。

11、在优选的实施方式中，借助于调整第二膨胀阀来改变在第二换热器处提供的热学功率。在此，特别是为了增加在第二换热器处提供的热学功率，进一步打开第二膨胀阀，即增大第二膨胀阀的能穿流的横截面。为了减少在第二换热器处提供的热学功率，有利地进一步节流第二膨胀阀，即减小第二膨胀阀的能穿流的横截面。

12、下文中假设：在第一换热器和第二换热器处所要求和提供的热学功率分别是冷却功率，所述冷却功率因此用于借助于第一换热器冷却空调空气以及借助于第二换热器冷却部件。相应的情况适用于最大功率，在该情况下所述最大功率是制冷回路在第一和第二换热器处的最大冷却功率。

13、在空调空气优先模式下，如果第一换热器下游的冷却剂的温度、特别是在第一换热器的冷却剂出口处的冷却剂的温度、和/或第一换热器下游的空调空气的温度比第一目标温度高了预设的第一限值，则优选限制第二膨胀阀的能穿流的横截面。该目标温度下文也称作为第一目标温度。在此，该第一目标温度是对应所要求的空间冷却所需要的温度。因此，以该方式，如果在第一换热器处提供的热学功率不满足用于空间冷却所需要的冷却功率，则减少在第二换热器处提供的热学功率。因此，进行第一换热器进而空调空气的冷却的优先，并因此进行空间冷却的优先。当第一换热器下游的冷却剂温度、特别是在第一换热器的冷却剂出口处的冷却剂温度、和/或第一换热器下游的空调空气温度比第一目标温度低了预设的第二限值时，则取消限制。因此，如果满足并超过了用于冷却空调空气所要求的冷却功率，则也可以向第二换热器提供更多的热学功率/冷却功率。

14、第一限值和第二限值原则上可以任意选择。

15、优选地，第一限值在0.5 k至2 k之间，特别是为1 k。替代地或附加地，第二限值优选在0.1 k至1 k之间，特别是为0.5 k。这些值已被证明是有利的，因为以该方式，在空调空气优先模式下，空间的空气调节不受到对于在场者可感知的、不希望的温度突变的影响。因此，以该方式，在空调空气优先模式下提高了舒适度。

16、制冷剂可以以气相或液相存在。同样地，制冷剂可以以混合相存在，在混合相中既存在制冷剂的液相也存在制冷剂的气相。各自的相的存在取决于制冷剂的温度和压力。在超过所谓的“饱和温度”时，混合相转变为气相。当前，“过热度”应理解为比饱和温度高出的温度。如果制冷剂是“过热的”，则因此制冷剂以气相存在。

17、在由制冷剂穿流第一换热器和第二换热器时，如果第二换热器下游的制冷剂的过热度、特别是在第二换热器的制冷剂出口处的制冷剂过热度比预设的过热度最小值低了预设的第三限值，则优选在空调空气优先模式下和/或部件优先模式下限制第二膨胀阀的能穿流的横截面。在此，该最小值至少相当于制冷剂的饱和温度。优选地，最小值大于饱和温度。第三限值最大相当于最小值与制冷剂饱和温度之间的差。因此，限制第二膨胀阀的能穿流的横截面防止或减少了低于饱和温度的情况，以及随之产生的对制冷回路的损坏和/或制冷回路运行中的干扰。当过热度比最小值高了预设的第四限值时，取消该限制。因此，当不再存在或面临低于饱和温度的危险时，取消对第二换热器的能穿流的横截面的限制。

18、最小值、第三限值和第四限值原则上可以任意选择。

19、最小值可以介于饱和温度之上1 k至5 k之间。特别地，最小值处于饱和温度之上3k。优选地，第三限值在1 k至3 k之间，特别是为2 k。替代地或附加地，第四限值优选在1 k至3 k之间，特别是为2 k。这些值引起制冷回路运行中的效率的提高以及制冷回路的稳定运行。

20、被视为优选的是以下实施方式，其中，在部件优先模式下，如果第二换热器下游的冷却剂的温度、特别是在第二换热器的冷却剂出口处的冷却剂的温度比第二目标温度高了预设的第五限值，则限制第一膨胀阀的能穿流的横截面。该目标温度也称作为“第二目标温度”。通过限制第一膨胀阀的能穿流的横截面，将可用的冷却功率从第一换热器转移到第二换热器。当第二换热器下游的冷却剂的温度、特别是在第二换热器的冷却剂出口处的冷却剂的温度比第二目标温度低了预设的第六限值时，取消这种限制。

21、该第二目标温度优选是对部件、特别是电池的所要求的冷却所需要的冷却剂温度。

22、第五限值和第六限值原则上可以任意选择。

23、在优选的实施方式中，第五限值至少为1 k。特别地，第五限值为2 k。替代地或附加地，第六限值优选在0.1 k至3 k之间。特别地，第六限值为1 k。

24、对各自的膨胀阀的能穿流的横截面的限制意味着：可以对膨胀阀进行调整直至达到该限制。在此，如前面所解释的那样，该限制是暂时性的，其中，取消限制引起膨胀阀优选可以在膨胀阀固有的界限内调整。

25、该限制可以通过临时覆写第二膨胀阀控制设备中存储的膨胀阀位置的界限进而是能穿流的横截面的界限、特别是最大可能的能穿流的横截面的界限并进而是相应的最大位置来实现。

26、该方法可以在制冷回路中借助于相应设计的控制装置来实施。也就是说，制冷回路可以具有控制装置，所述控制装置被设计成使得其相应地运行制冷回路。在此，控制装置有利地与膨胀阀中的至少一个以及与压缩机通信连接。

27、制冷回路此外可以具有至少一个用于获知制冷剂温度和/或制冷剂压力的传感器。至少一个传感器优选与控制装置通信连接。

28、应理解，除了用于运行制冷回路的方法之外，制冷回路也属于本发明的范围。

29、可以理解的是，上述且在下文还要阐述的特征不仅以分别说明的组合，而且能够以其他组合或单独地使用，而不脱离本发明的范围。单独表示的上级的单元、即例如装置、设备或组件的上述并且在下文还要提及的组成部分能够形成所述单元的单独的构件或部件或者能够是所述单元的整体区域或部段，即使这在附图中被不同地示出也如此。