1.本发明涉及用于对乘客舱的空气进行空气调节并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递的系统。该系统具有制冷剂回路以及冷却剂回路,制冷剂回路具有作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器、作为用于调节乘客舱的供应空气的蒸发器操作的至少一个制冷剂
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空气热交换器以及作为用于在对机动车辆的驱动部件进行调温所用的冷却剂与制冷剂之间进行热传递的蒸发器操作的第二制冷剂
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冷却剂热交换器,冷却剂回路具有第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器和作为热交换器操作的冷却剂
‑
空气热交换器。另外,本发明涉及用于操作该系统的方法。
背景技术:
2.从现有技术中已知具有不同驱动概念的机动车辆。这些概念基于使用内燃发动机、电动发动机或两种类型的发动机的组合的驱动器。因此,具有内燃发动机驱动器和电动发动机驱动器的组合的机动车辆具有混合动力驱动器,使得可以根据需要以电力的方式、以电力/具有内燃发动机的方式或者以具有内燃发动机的方式来驱动机动车辆。在这种情况下,具有混合动力驱动器的车辆——这种车辆的电池可以经由内燃发动机以及从电网充电——被称为插电式混合动力车辆或“插电式混合动力电动车辆”(phev),并且与具有仅可以经由内燃发动机充电的机动车辆相比,具有混合动力驱动器的车辆大多形成有更大功率的电池。
3.一方面,由于形成有诸如高压电池、内部充电器、变压器、逆变器和电动发动机之类的附加部件,因此具有电动驱动器或混合动力驱动器的常规的机动车辆与具有纯内燃发动机驱动器的机动车辆相比具有更高的冷却要求。除了空气调节系统的制冷剂回路外,混合动力驱动车辆还形成有冷却剂回路,在冷却剂回路中,用于消散驱动部件散发的热而循环的冷却剂通过空气
‑
冷却剂热交换器。
4.特别地,为了符合高压电池的允许的温度极限,冷却剂回路设置有用于与空气调节系统的制冷剂回路进行热耦合的附加的制冷剂
‑
冷却剂热交换器,或者设置有形成为由制冷剂直接冷却的电池冷却器的热交换器,以用于冷却电池。作为用于冷却电池的制冷剂的蒸发器操作的制冷剂
‑
冷却剂热交换器也被称为制冷器。
5.因此,如公知的那样,用于插电式混合动力电动车辆的热分配的系统具有至少一个制冷剂回路和一个冷却剂回路。
6.另一方面,公知的是,电动车辆和具有混合动力驱动器的车辆以及燃料电池车辆和高效内燃发动机驱动的车辆不会在较低环境温度下根据热舒适性的要求产生足够的废热来加热乘客舱。
7.节约成本且节省安装空间的第一解决方案是电加热器,该电加热器例如形成为用于加热流动到乘客舱中的供应空气的ptc加热器。然而,设置有ptc加热器的系统在用于加热乘客舱的供应空气的低吹出温度下具有高的能量消耗。不能以节约能量的方式进行操作
的电辅助加热器也使电池操作的机动车辆的行程缩短。
8.更加节能的第二解决方案是具有热泵功能的空气调节系统,该空气调节系统使用各种热源和散热器,但是与具有电加热器的第一解决方案相比,该空气调节系统要求大得多的安装空间。
9.从现有技术中已知的具有用于在电池操作的机动车辆内进行热分配的热泵功能的空气调节系统的形成非常复杂,并且在制冷剂侧和冷却剂侧以及在空气侧均需要大量的部件,这会导致高昂的系统成本。
10.在这种情况下,例如,在机动车辆的常规的空气调节系统的空气调节器内布置有至少三个热交换器:其中,作为蒸发器操作的用于对乘客舱的供应空气进行冷却和/或除湿的制冷剂
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空气热交换器和作为冷凝器/气体冷却器操作的制冷剂
‑
空气热交换器,以及用于加热乘客舱的供应空气的冷却剂
‑
空气热交换器。
11.de 10 2013 105 747 a1公开了一种用于在混合动力车辆中进行热分配的装置,该装置具有发动机冷却回路和制冷剂回路,制冷剂回路具有蒸发器、压缩机、用于将热从制冷剂供应至乘客舱的待调节的空气的热交换器以及用于在制冷剂回路的制冷剂与发动机冷却回路的冷却剂之间进行热传递的热交换器。在这种情况下,热交换器能够作为用于将热从冷却剂传递至蒸发的制冷剂的蒸发器和作为用于将热从冷凝的制冷剂传递至冷却剂的冷凝器操作成用于在制冷剂与冷却剂之间进行热传递。
12.de 10 2019 109 796 a1示出了一种用于机动车辆的热流管理装置,该热流管理装置具有制冷剂回路、传动系冷却剂回路和加热系热载体回路。制冷剂回路具有压缩机、间接冷凝器、膨胀元件、环境热交换器以及各自具有相关联的膨胀元件的蒸发器和制冷器。传动系冷却剂回路形成有冷却剂泵、制冷器、电动发动机热交换器和传动系冷却剂散热器,而加热系热载体回路形成有冷却剂泵、间接冷凝器和热交换器。制冷剂回路一方面经由制冷器热耦合至传动系冷却剂回路,并且另一方面经由间接冷凝器热耦合至加热系热载体回路,而传动系统冷却剂回路和加热系热载体回路彼此仅经由制冷剂回路间接热耦合。
技术实现要素:
13.本发明的目的是提供一种用于对乘客舱的空气进行空气调节并且用于与机动车辆、特别是具有纯电动驱动器或组合的电动发动机驱动器和内燃发动机驱动器的机动车辆的驱动部件进行热传递的模块化系统。除了对乘客舱的供应空气进行舒适加热外,该系统还应当能够对传动系的部件进行调节,特别是对电动驱动器的高压电池进行调温。在这种情况下,系统在制冷模式和加热模式下均应以最高效率进行操作。系统的制造、维护和操作成本以及所需的安装空间应当最小。
14.该目的通过具有独立权利要求的特征的主题来实现。在从属权利要求中阐述了进一步的发展方案。
15.该目的通过根据本发明的用于对乘客舱的空气进行空气调节并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递的系统来实现,由于各种热源和散热器的连接,该系统也被称为热流管理系统。
16.该系统具有制冷剂回路和至少一个冷却剂回路。制冷剂回路形成有压缩机、作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器、作为蒸发器操作的用于调节乘客
舱的供应空气的具有上游的膨胀元件的至少一个制冷剂
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空气热交换器、以及作为蒸发器操作的用于在对机动车辆的驱动部件进行调温所用的冷却剂与制冷剂之间进行热传递的具有上游的膨胀元件的至少一个第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器。
17.驱动部件优选为机动车辆的电动传动系的电气部件,例如高压电池或电动发动机。
18.如果制冷剂的液化发生在亚临界操作期间、例如使用制冷剂r134a或在某些环境条件下使用二氧化碳,则热交换器被称为冷凝器。部分热传递是在恒定温度下进行的。在超临界操作或在热交换器中具有超临界散热的情况下,制冷剂的温度稳定下降。在这种情况下,热交换器也被称为气体冷却器。超临界操作例如可以在制冷剂回路具有制冷剂二氧化碳的某些环境条件或操作模式下发生。
19.所述至少一个冷却剂回路形成有制冷剂回路的第一制冷剂
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冷却剂热交换器和作为用于加热乘客舱的供应空气的热交换器操作的冷却剂
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空气热交换器。
20.根据本发明的概念,制冷剂回路具有绕过作为低压侧蒸发器操作的热交换器的旁通流动路径。
21.有利地,制冷剂回路形成为使得用于调节乘客舱的供应空气的具有上游的膨胀元件的所述至少一个制冷剂
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空气热交换器、用于在对驱动部件进行调温所用的冷却剂与制冷剂之间进行热传递的具有上游的膨胀元件的第二制冷剂
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冷却剂热交换器以及旁通流动路径可以彼此并联且彼此独立地装载有制冷剂。在这种情况下,制冷剂回路具有至少两个流动路径以及旁通流动路径,所述至少两个流动路径各自具有作为蒸发器操作的热交换器和位于热交换器的沿制冷剂的流动方向的上游的膨胀元件。流动路径彼此并联地布置,并且可以根据需要单独地或彼此并联地装载有制冷剂。
22.根据本发明的优选构型,制冷剂回路设置有用于在制冷剂与环境空气之间进行热传递的另一制冷剂
‑
空气热交换器,该另一制冷剂
‑
空气热交换器沿制冷剂的流动方向布置在第一制冷剂
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冷却剂加热交换器之后。作为制冷剂回路与所述至少一个冷却剂回路之间的热连接件而形成的第一制冷剂
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冷却剂热交换器和用于在制冷剂与环境空气之间进行热传递的制冷剂
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空气热交换器串联布置。
23.用于在制冷剂与环境空气之间进行热传递的制冷剂
‑
空气热交换器优选地布置在用于使环境空气针对性通过的空气导管内。空气导管、尤其是在机动车辆的前部区域中定位有一个端面的空气导管能够借助于流动导引件、尤其是端面上的流动导引件关闭。有利地,流动导引件是能够主动控制的并且优选地能够以电驱动的方式进行调节。空气导管可以通过流动导引件完全地或部分地打开或关闭。还可以在空气导管内布置有用于通过端面吸入环境空气的风扇。
24.根据本发明的另一发展方案,制冷剂回路具有绕过作为高压侧冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
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冷却剂热交换器的旁通流动路径,该旁通流动路径从分支点延伸至开口点。
25.根据本发明的第一替代性构型,开口点形成为具有膨胀功能且具有三个连接部的三通阀。在这种情况下,三通阀优选地在第一连接部处与绕过作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器的旁通流动路径连接,在第二连接部处与作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器连接,并且在第三连接部处与用于在制冷剂与
环境空气之间进行热传递的制冷剂
‑
空气热交换器连接。
26.根据本发明的第二替代性构型,制冷剂回路形成有绕过用于在制冷剂与环境空气之间进行热传递的制冷剂
‑
空气热交换器的旁通流动路径,该旁通流动路径从分支点延伸至开口点。分支点优选地布置在第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器与用于在制冷剂与环境空气之间进行热传递的制冷剂
‑
空气热交换器之间,并且形成为具有膨胀功能且具有三个连接部的三通阀。
27.在这种情况下,三通阀优选地在第一连接部处与绕过用于在制冷剂与环境空气之间进行热传递的制冷剂
‑
空气热交换器的旁通流动路径连接,在第二连接部处与用于在制冷剂与环境空气之间进行热传递的制冷剂
‑
空气热交换器连接,并且在第三连接部处与作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器连接。
28.根据本发明的另一优选构型,绕过作为低压侧蒸发器操作的热交换器形成的旁通流动路径和形成有作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器的流动路径各自从分支点延伸至开口点。分支点优选地形成为具有膨胀功能且具有三个连接部的三通阀。
29.在这种情况下,三通阀有利地在第一连接部处与绕过作为蒸发器操作的热交换器的旁通流动路径连接,在第二连接部处与具有作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器的流动路径连接,并且在第三连接部处利用分支点连接至具有作为蒸发器操作的用于调节乘客舱的供应空气的制冷剂
‑
空气热交换器的流动路径。
30.根据切换位置,三通阀可以作为截止阀和/或膨胀阀在不同的功能下操作。在三通阀的情况下,优选地,将第一连接部和第二连接部形成为出口,而将第三连接部件形成为用于制冷剂的入口。
31.三通阀有利地构造成使得在第一操作位置中所有连接部均关闭,在第二操作位置中第一连接部关闭而第二连接部和第三连接部打开,或在第三操作位置中第二连接部关闭而第一连接部和第三连接部特别地完全打开。
32.在这种情况下,三通阀在每种情况下形成为使得在第一连接部关闭并且第二连接部打开以及第三连接部打开的第二操作位置中,打开的连接部之间的通道部分地或完全地打开,使得制冷剂在流动通过三通阀时膨胀或者在没有压力损失的情况下通过三通阀。
33.根据本发明的另一发展方案,冷却剂回路形成有作为用于加热乘客舱的供应空气的热交换器操作的第一冷却剂
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空气热交换器以及用于将热从冷却剂传递至环境空气的第二冷却剂
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空气热交换器。冷却剂回路优选地具有第一流动路径和第二流动路径,第一流动路径和第二流动路径各自从分支点延伸至开口点,并且可以彼此并联且彼此独立地装载有冷却剂。在这种情况下,作为热交换器操作的第一冷却剂
‑
空气热交换器布置在第一流动路径内,并且用于将热从冷却剂传递至环境空气的第二冷却剂
‑
空气热交换器布置在第二流动路径内。
34.冷却剂回路的开口点或分支点优选地形成为三通阀或热交换器。
35.本发明的特别的优点在于,用于在对机动车辆的驱动部件进行调温所用的冷却剂与制冷剂之间进行热传递的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器作为另外的第二冷却剂回路的部件。第二冷却剂回路优选地具有用于将热从冷却剂传递至环境空气的冷却剂
‑
空气热交换器。
36.用于将热从第一冷却剂回路的冷却剂传递至环境空气的冷却剂
‑
空气热交换器
和/或用于将热从第二冷却剂回路的冷却剂传递至环境空气的冷却剂
‑
空气热交换器优选地布置有用于在制冷剂回路的制冷剂与用于使环境空气针对性通过的空气导管内的环境空气之间进行热传递的制冷剂
‑
空气热交换器,空气导管可以借助于流动导引件关闭。有利地,冷却剂
‑
空气热交换器和制冷剂
‑
空气热交换器可以一个接一个地或并联地并且因此彼此独立地装载有环境空气。
37.在制冷剂
‑
空气热交换器和冷却剂
‑
空气热交换器布置成用于连续装载有环境空气的情况下,制冷剂
‑
空气热交换器优选地沿环境空气在冷却剂
‑
空气热交换器之间的流动方向布置,其中,环境空气首先流动至第一冷却剂回路的冷却剂
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空气热交换器。替代性地,制冷剂
‑
空气热交换器也可以沿环境空气的流动方向布置成使得环境空气最初或最终流动至制冷剂
‑
空气热交换器。
38.该目的还通过根据本发明的用于操作上述系统的方法来实现,上述系统用于对乘客舱的空气进行空气调节并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递。该方法具有以下步骤:
39.‑
使热在流动通过作为蒸发器操作的至少一个制冷剂
‑
空气热交换器时从乘客舱的供应空气传递至在制冷剂回路中循环的制冷剂,和/或
40.‑
使热在流动通过作为蒸发器操作的至少一个制冷剂
‑
冷却剂热交换器并且对至少一个驱动部件、优选为电动传动系进行调温尤其是进行冷却时从冷却剂传递至在制冷剂回路中循环的制冷剂,以及
41.‑
使热在流动通过制冷剂
‑
冷却剂热交换器时从在制冷剂回路中循环的制冷剂传递至在冷却剂回路中循环的冷却剂,其中,制冷剂被去热并且至少部分被液化,并且冷却剂回路的冷却剂被加热。
42.根据本发明的另一发展方案,当在再加热模式或加热模式下操作系统时,空气导管的流动导引件被关闭以用于使环境空气针对性地通过,其中,制冷剂
‑
空气热交换器被布置成用于在制冷剂回路的制冷剂与环境空气之间进行热传递,和/或冷却剂
‑
空气热交换器被布置用于使热从第一冷却剂回路的冷却剂传递至环境空气,和/或冷却剂
‑
空气热交换器被布置用于使热从第二冷却剂回路的冷却剂传递至环境空气,使得空气导管没有装载环境空气,并且没有热在制冷剂回路的制冷剂与环境空气之间传递和/或没有热从冷却剂传递至环境空气。
43.有利地,流动导引件根据系统的操作模式并且根据需要进行主动控制,特别地以电驱动的方式进行控制。
44.根据本发明的优选构型,当以环境空气作为热源在加热模式下操作系统时,形成为分支点的三通阀在旁通模式下操作成使得制冷剂通过在其他操作模式下操作时绕过作为蒸发器操作的热交换器的旁通流动路径,并且没有一个热交换器装载有制冷剂。在这种情况下,三通阀在第三连接部与第一连接部之间完全打开,第三连接部利用分支点连接至具有在其他操作模式下操作时作为蒸发器操作的制冷剂
‑
空气热交换器中的至少一者的流动路径,第一连接部与旁通流动路径连接,并且第二连接部被关闭,第二连接部与具有在其他操作模式操作时作为蒸发器操作的制冷剂
‑
冷却剂热交换器的流动路径连接。
45.形成为开口点或分支点的三通阀可以操作成将环境空气用作用于制冷剂的热源使得制冷剂在流动通过三通阀时从高压水平膨胀至低压水平。第三连接部与第一连接部之
间的三通阀被打开,以用于使制冷剂膨胀通过至用于在制冷剂与环境空气之间进行热传递的制冷剂
‑
空气热交换器、特别是将热从环境空气传递至制冷剂的制冷剂
‑
空气热交换器,并且第一连接部被关闭。
46.本发明的有利构造使得该系统能够用在具有电动发动机驱动器或由电动发动机和内燃发动机组成的混合动力驱动器的机动车辆中。
47.特别地,对于具有内燃发动机的纯电动驱动或混合动力驱动的车辆而言,根据本发明的具有集成的热泵功能的系统共同地具有各种优点:
48.‑
在非常大范围的环境温度内满足针对电动车辆的热管理的所有要求,其中,通过冷却、除湿和加热对乘客舱的空气进行空气调节以及对传动系的电池和部件进行调温、特别是进行冷却,
49.‑
较高程度的废热回收,其中,通过使用制冷剂回路的废热并且从电动传动系的部件回收热对乘客舱的供应空气进行节能加热,以及
50.‑
在操作、特别是在再加热模式下操作时的最高效率以及较高程度的废热利用,
51.‑
由于在制冷剂侧和空气侧的紧凑的设计和较低的复杂性而产生的模块化结构和最小的安装空间,
52.‑
低的制造、维护以及操作成本。
53.该系统、尤其是制冷剂回路被设计成独立于所使用的制冷剂,并且因此也适用于r134a、r744、r1234yf或其他制冷剂。
附图说明
54.本发明的构型的其他细节、特征和优点通过以下参照相关联附图对示例性实施方式的描述是明显的。
55.图1示出了用于调节乘客舱的空气并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递的第一系统,该第一系统包括具有低压侧旁通流动路径的制冷剂回路和各自热耦合至制冷剂回路的两个冷却剂回路以及用于将环境空气传至环境空气热交换器的主动可控流动引导件,
56.图2a示出了当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却的制冷系统模式操作时根据图1的系统,
57.图2b示出了当以制冷系统模式操作时根据图1的系统,
58.图2c示出了当以传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却操作时根据图1的系统,
59.图3a示出了当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的被动冷却,以及环境空气作为制冷剂的冷源或热源的再加热模式操作时根据图1的系统,
60.图3b示出了当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却的再加热模式操作时根据图1的系统,
61.图3c示出了当以具有电动传动系的驱动部件的主动冷却和环境空气作为制冷剂的热源的再加热模式操作时根据图1的系统,
62.图4a示出了当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却,以及环境空气作为制冷剂的热源的加热模式操作时根据图1的系统,
63.图4b示出了当以具有将环境空气作为制冷剂的热源的加热模式操作时根据图1的系统,
64.图4c示出了当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却的加热模式操作时根据图1的系统,以及
65.图5示出了用于空气调节乘客舱的空气并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递第二系统,第二系统具有制冷剂回路以及两个冷却剂回路,制冷剂回路具有低压侧第一旁通流动路径、高压侧第二旁通流动路径b、以及用于绕过制冷剂
‑
空气热交换器流动的第三旁通流动路径,制冷剂
‑
空气热交换器用于在制冷剂与环境空气之间传递热,两个冷却剂回路各自热耦合至制冷剂回路。
具体实施方式
66.图1示出了用于空气调节乘客舱的空气并且与机动车辆的驱动部件进行热传递的第一系统1a,第一系统1a具有制冷剂回路2a以及第一冷却剂回路3,制冷剂回路2a具有作为蒸发器操作的用于调节乘客舱的供应空气以及机动车辆的传动系、特别是电动传动系的驱动部件,比如电池或电动发动机的热交换器6、7、8,第一冷却剂回路3也用于调节乘客舱的供应空气。第一冷却剂回路3经由用于热传递、特别是从制冷剂至冷却剂的制冷剂
‑
冷却剂热交换器5热耦合至制冷剂回路2a。形成为用于在第二冷却剂回路中循环的冷却剂与机动车辆的传动系、特别是电动传动系的驱动部件之间进行热传递,并且因此用于根据需要对驱动部件进行调温的第二冷却剂回路仅由两个热交换器8、41表示。冷却剂回路3各自直接热耦合至制冷剂回路2a。
67.系统1a的优选彼此流体分开的冷却剂回路3各自彼此独立地装载不同冷却剂。冷却剂被各自分配给冷却剂回路3中的一个冷却剂回路,使得还根据操作模式在冷却剂回路3中的一个冷却剂回路内没有冷却剂循环。冷却剂回路3在流动方面彼此完全分开。
68.制冷剂回路2a具有用于吸入并压缩制冷剂的压缩机4。可以将压缩并过热的气态制冷剂传至作为冷却剂
‑
冷却冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5。当流经第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5时,热从制冷剂传递至在第一冷却剂回路3中循环的冷却剂。在这种情况下,根据需要和系统1a的操作模式,制冷剂被去热和液化并且,如果需要,被低温冷却。制冷剂回路2a经由第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5与高压侧的第一冷却剂回路3热连接。
69.在制冷剂的流动方向上跟着第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5,根据需要制冷剂可以在第一分支点11处、在沿着制冷剂的流动方向位于第一分支点11下游的第二分支点12处以及在沿着制冷剂的流动方向位于第二分支点12下游的第三分支点13处被分成四个流动路径中的一个流动路径至三个流动路径。四个流动路径中的三个流动路径各自具有膨胀元件9、10、13和作为蒸发器操作的热交换器6、7、8。第四流动路径形成为绕过作为蒸发器操作的热交换器6、7、8的第一旁通流动路径18。
70.通过流动路径的制冷剂的部分质量流在第一开口点14处或在第二开口点15处再次聚集在一起,并由压缩机4吸入作为共同的制冷剂质量流。制冷剂回路2a闭合。
71.各自形成有作为蒸发器操作的热交换器6、7、8的流动路径或第一旁通流动路径18根据需要单独装载制冷剂或者一起并且并联装载制冷剂。根据需要,部分质量流的比例可
以在0与100%之间。
72.在第一分支点11处,制冷剂的质量流可以被分成通过第一流动路径的第一部分质量流和通过第二流动路径的第二部分质量流。在第一流动路径内布置有具有沿着制冷剂的流动方向位于上游的第一膨胀元件9的作为蒸发器操作的第一制冷剂
‑
空气热交换器6,而在第二流动路径内布置有具有沿着制冷剂的流动方向位于上游的第二膨胀元件10的作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
空气热交换器7。制冷剂的第一部分质量流和第二部分质量流在第一开口点14处彼此混合。
73.当流经相应的制冷剂
‑
空气热交换器6、7时蒸发的制冷剂吸收来自待供应给乘客舱的空气质量流的热。空气质量流在该过程中被除湿和/或冷却。在空气调节器的第一壳体60内布置有用于调节供应至乘客舱的前部区域的供应空气质量流的第一制冷剂
‑
空气热交换器6,而在空气调节器的第二壳体61内布置有用于调节供应至乘客舱的后部区域中的供应空气质量流的第二制冷剂
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空气热交换器7。
74.在第二分支点12处,制冷剂的质量流可以被分成通过第二流动路径的第二部分质量流和通过第三流动路径的第三部分质量流。在第三流动路径内布置有具有沿着制冷剂的流动方向位于上游的第三膨胀元件13的也作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8。制冷剂的第三部分质量流在第二开口点15处与剩余的质量流混合。
75.当流经第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8时蒸发的制冷剂吸收来自在第二冷却剂回路(未示出)中循环的冷却剂的热。冷却剂因此被冷却。用于调节机动车辆的传动系、特别是电动传动系的驱动部件、例如用于调温诸如高压电池等电池、电动传动发动机、内部充电器、变压器或逆变器的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8——也称为制冷器——经由连接件40与第二冷却剂回路连接。
76.在连接件40处连接至制冷剂回路2a的低压侧的第二冷却剂回路(未示出)对于系统1a、特别是在高的环境温度值情况下用来冷却电池并将电池的温度保持在预定极限值以下。第二冷却剂回路——也称为水制冷器——还能够用于回收来自传动系、特别是电动传动系的部件的废热。在该过程中,作为蒸发热的热被传递至在制冷剂回路2a中循环的制冷剂。以这种方式,除了可能的热输出,使得系统1a的效率最大化。
77.特别是当以加热模式操作时,具有第二冷却剂回路的系统1a的形成使得可以收集由驱动部件、特别是电动驱动部件产生的废热,并将废热提供给第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8中的制冷剂作为蒸发热。这种废热回收有助于提高机动车辆的总体能量效率和热效率。否则将计入热损失的热由系统1a吸收作为蒸发热,这提高了系统1a在以加热模式操作时的性能和效率。
78.在第三分支点13处,制冷剂可通过第三流动路径或通过旁通流动路径18。旁通流动路径18除了制冷剂连接线之外没有其他部件,并且用来使制冷剂越过作为蒸发器操作的热交换器6、7、8而通过。流经第三流动路径的制冷剂的质量流在第二开口点15处与剩余的质量流混合。
79.为了防止通过第三流动路径或旁通流动路径18的制冷剂的质量流回流至第一流动路径或第二流动路径中,在第一开口点14与第二开口点15之间设置有止回装置16、特别是止回阀。
80.制冷剂回路2a具有用于在第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5与第一分支点12之间传
递在制冷剂与环境空气之间的热的第三制冷剂
‑
空气热交换器17,第一制冷剂
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冷却剂热交换器5在制冷剂回路2a与第一冷却剂回路3之间形成为热耦合。因此,系统1a在制冷剂侧上形成,使得根据需要和操作模式,热可以被来自第一制冷剂
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冷却剂热交换器5中和/或在第三制冷剂
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空气热交换器17中的制冷剂消散。
81.在从作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
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冷却剂热交换器5流出之后,制冷剂可以被传至特别作为过冷器/气体冷却器操作的制冷剂
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空气热交换器17。当流经作为环境空气热交换器的制冷剂
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空气热交换器17并将热从制冷剂释放到环境空气时,根据状态、需要和操作模式,例如当在第一制冷剂
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冷却剂热交换器5中没有或仅有很少的热被传递时,制冷剂被低温冷却或去热、液化以及可选地低温冷却。
82.除了已经描述的布置在低压侧上的第一旁通流动路径18之外,制冷剂回路2a具有布置在高压侧上的第二旁通流动路径19a,该第二旁通流动路径19a从第四分支点20延伸到第三开口点21。在这种情况下,第四分支点20形成在压缩机4与第一制冷剂
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冷却剂热交换器5之间,而第三开口点21设置在第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5与第三制冷剂
‑
空气热交换器17之间。
83.在第四分支点20处,制冷剂可以通过第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5或通过第二旁通流动路径19a。第二旁通流动路径19a除了制冷剂连接线之外没有其他部件,并且用于使制冷剂越过第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5而通过。
84.第三分支点13和第三开口点21都形成为具有膨胀功能的三通阀。三通阀13、21都具有三个连接部a、b、c。连接部a、b各自构造为出口,而连接部c构造为入口。在这种情况下,第一三通阀13经由第一连接部a连接至第一旁通流动路径18。第一三通阀13经由第二连接部b还联接至作为蒸发器或作为制冷器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8,而经由第三连接部c建立到第二分支点12的连接。第二三通阀21经由第一连接部a联接至第二旁通流动路径19a并且经由第二连接部b联接至作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5,而经由第三连接部c建立到第三制冷剂
‑
空气热交换器17的连接。
85.三通阀13、21都能够以不同的功能原理操作,特别是作为截止阀和膨胀阀。在三通阀13、21中,截止阀和膨胀阀的功能组合在一个部件内。
86.在第一功能中,所有三个连接部a、b、c均关闭,这对于第一三通阀13的操作尤其重要,使得根据系统1a的操作模式,第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8和第一旁通流动路径18均没有装载制冷剂。
87.在第二功能原理中,第一连接部a在每种情况下均关闭,而第二连接部b和第三连接部c打开。在这种情况下,一方面,三通阀13、21可以设定成使得当制冷剂流经时使制冷剂膨胀,或者三通阀13、21完全打开使得制冷剂在几乎没有压力损失的情况下通过。当第一三通阀13以这种方式操作时,制冷剂通过第三连接部c流入,并通过第二连接部b沿着第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8的方向膨胀或者在没有压力损失的情况下流出。
88.当第二三通阀21以这种方式操作时,制冷剂通过第二连接部b流入,并通过第三连接部c沿着第三制冷剂
‑
空气热交换器17的方向膨胀或在没有压力损失的情况下流出。利用特别形成为电子部件的第二三通阀21,可以在制冷剂回路2a的高压水平与低压水平之间设定任何压力。当设定了所谓的中压水平时,第三制冷剂
‑
空气热交换器17可以作为环境空气热交换器操作,环境空气热交换器作为冷凝器/气体冷却器的用以向环境空气释放热或者
作为蒸发器用以吸收来自环境空气的热。
89.第三种功能原理使得制冷剂能够在制冷剂中没有任何压力损失的情况下通过旁通流动路径18、19a。在这种情况下,第二连接部b在每种情况下均关闭,而第一连接部a和第三连接部c均完全打开。三通阀13、21以所谓的旁通模式操作。
90.优选地配置为膨胀阀的膨胀元件9、10形成为使得根据需要完全关闭,使得以及在没有关闭压缩机4的情况下能够连续改变操作模式、特别是在加热模式与制冷系统模式之间。由于避免了在制冷剂2a中的油收集器和制冷剂收集器,因此可以省去具有通过第三制冷剂
‑
空气热交换器17的制冷剂的流动方向的反向的制冷剂回路2a的形成,这尤其导致了简化的油管理。
91.制冷剂回路2a在第二开口点15与压缩机4之间的低压区域形成有储液器22。储液器22因此沿着制冷剂的流动方向布置在压缩机4之前。
92.第一冷却剂回路3具有——除了已经描述的在制冷剂回路2a中的作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5——形成为用于循环冷却剂的冷却剂泵的第一输送装置30、用于从冷却剂向乘客舱的供应空气进行热传递的第一冷却剂
‑
空气热交换器31以及辅助热交换器32。辅助热交换器32可以形成为电加热器,例如为ptc加热器,用于冷却剂的额外加热,吸收的热从冷却剂传递至乘客舱的供应空气。可选操作的辅助热交换器32、特别是作为高电压ptc加热器确保位于空气侧用于更高且适应的加热性能和动力。
93.此外,第一冷却剂回路3可以形成有用于在冷却剂与环境空气之间、特别是从冷却剂到环境空气进行热传递,并且因此作为环境空气热交换器的第二冷却剂
‑
空气热交换器33。未在图1中示出的在第一冷却剂回路3内的第二冷却剂
‑
空气热交换器33的连接件可以配置如下:
94.在沿着冷却剂的流动方向位于第一输送装置30的下游设置的分支点处,冷却剂的质量流可以被分成通过第一流动路径的第一部分质量流和通过第二流动路径的第二部分质量流。在第一流动路径内布置有第一冷却剂
‑
空气热交换器31,而在第二流动路径内布置有第二冷却剂
‑
空气热交换器33。冷却剂的第一部分质量流和第二部分质量流在特别地形成为三通阀的开口点处混合,并且然后通过第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5被吸入。以此方式,冷却剂
‑
空气热交换器31、33可以彼此独立操作或者可以彼此并联地装载制冷剂。
95.特别地用于调节供应至乘客舱的前部区域的供应空气质量流的第二冷却剂
‑
空气热交换器31设置在空气调节器的第一壳体60内。在这种情况下,作为蒸发器操作的制冷剂回路2a的第一制冷剂
‑
空气热交换器6沿着供应空气的流动方向布置在作为热交换器操作的冷却剂
‑
空气热交换器31之前,使得例如可以在以加热模式操作的系统1a内加热乘客舱的供应空气,或者可以在以再加热模式操作的系统1a内再次加热当流经制冷剂
‑
空气热交换器6时被除湿和/或冷却的乘客舱的供应空气。
96.除了已经描述的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8之外,第二冷却剂回路——未完全示出——还具有形成为用于当热耦合至冷却剂回路2a时循环冷却剂的冷却剂泵的至少一个输送装置,用于调温、特别是用于冷却传动系的部件的至少一个冷却剂热交换器,以及用于在冷却剂与环境空气之间、特别是从冷却剂到环境空气进行热传递的第三冷却剂
‑
空气热交换器33。在这种情况下,第二冷却剂回路可以由若干次级冷却剂回路形成,这些次级冷却剂回路可以借助于3通阀/2通阀彼此连接或分开,例如,并且3通阀/2通阀用于与制冷剂
回路2a相连进行主动冷却或与冷却剂
‑
空气热交换器33相连进行被动冷却。
97.形成用于与环境空气进行热传递的第一冷却剂回路3的第二冷却剂
‑
空气热交换器33、冷却剂回路2a的第三冷却剂
‑
空气热交换器17和第二冷却剂回路的第三冷却剂
‑
空气热交换器41以指定的顺序沿着环境空气的流动方向62布置在机动车辆的车身的前部区域中。环境空气流动至第一冷却剂回路3的作为第一热交换器的第二冷却剂
‑
空气热交换器33。替代性地,热交换器17、33、41可以彼此并联地装载环境空气。
98.能够装载环境空气并且因此作为环境空气热交换器操作的第一冷却剂回路3的第二冷却剂
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空气热交换器33、制冷剂回路2a的第三制冷剂
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空气热交换器17和第二冷却剂回路的第三冷却剂
‑
空气热交换器41布置在可以借助于流动引导件63——也称为冷却空气百叶窗——关闭的空气管道内。设置在机动车辆前侧的冷却空气百叶窗63是有利地电动可调节的,并且可以根据需要特别是完全或部分地打开或关闭。在空气管道内还设置有风扇,风扇在操作期间通过敞开的冷却空气百叶窗63吸入环境空气,并经由热交换器33、17、41的热传递表面输送环境空气。风扇特别是在机动车辆处于静止状态或非常低速时操作。
99.制冷剂回路2a具有用于根据需要调节系统1a的传感器51、52、53、54、55。在这种情况下,第一传感器51和第二传感器52形成为温度传感器。在第一流动路径内布置有沿着制冷剂的流动方向在作为蒸发器操作的第一制冷剂
‑
空气热交换器6之后的第一温度传感器51,而在第二流动路径内布置有沿着制冷剂的流动方向在作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
空气热交换器7之后的第二温度传感器52。另外,第三传感器53、第四传感器54和第五传感器55各自形成为压力
‑
温度传感器。在这种情况下,在第三流动路径内布置有沿着制冷剂的流动方向在作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8之后的第一压力
‑
温度传感器53,而在沿着制冷剂的流动方向的压缩机之后布置有第二压力
‑
温度传感器54,以及在沿着制冷剂的流动方向的第三制冷剂
‑
空气热交换器17之后布置有第三压力
‑
温度传感器55。
100.此外,设置了更多的传感器56、57、58。在这种情况下,第六传感器56、第七传感器57和第八传感器58各自形成为温度传感器。在第一冷却剂回路3内布置有沿着冷却剂的流动方向在形成为热交换器的第一冷却剂
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空气热交换器31之前的第三温度传感器56,而在空气调节器的第一壳体60内布置有沿着供应空气的流动方向在作为蒸发器操作的第一冷却剂
‑
空气热交换器6之后和在设计为热交换器的第一冷却剂
‑
空气热交换器31之前的第四温度传感器57,以及在空气调节器的第二壳体61内布置有沿着供应空气的流动方向在作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
空气热交换器7之后的第五温度传感器58。
101.当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却的制冷系统模式操作根据图1的系统1a时,根据图2,在第一制冷剂
‑
空气热交换器6或在第二制冷剂
‑
空气热交换器7中从乘客舱的供应空气传递到在制冷剂回路2a中循环的制冷剂的热、或者在第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8中从传动系、特别是电动传动系的至少一个部件传递到在第二制冷剂回路2a中循环的制冷剂的热在第三制冷剂
‑
空气热交换器17中从制冷剂传递到环境空气。
102.乘客舱的前部区域的供应空气沿着流动方向64通过布置有第一制冷剂
‑
空气热交换器6的空气调节器的第一壳体60,而乘客舱的后部区域的供应空气沿着流动方向65通过布置有第二制冷剂
‑
空气热交换器7的空气调节器的第二壳体61。
103.第二冷却剂回路的冷却剂沿着流动方向66通过优选地作为逆流热交换器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8输送。
104.从第三制冷剂
‑
空气热交换器17流出之后,高压制冷剂在分支点11、12处被分成三个部分质量流。使这三个部分质量流中的每个部分质量流的制冷剂膨胀并供应给作为蒸发器操作的制冷剂
‑
空气热交换器6、7或者作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8中的一者。在这种情况下,形成为第三分支点13的第一三通阀13作为膨胀元件以膨胀模式操作。低压侧的第一旁通流动路径18关闭,并且没有装载制冷剂。
105.另外,形成为第三开口点21的第二三通阀21以旁通模式操作。第二三通阀21在第一连接部a与第三连接部c之间完全打开,使得制冷剂在几乎没有压力损失的情况下通过第二三通阀21。高压侧的第二旁通流动路径19a打开。第一冷却剂回路3的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5没有装载制冷剂。
106.布置在机动车辆前侧处的冷却空气百叶窗63根据第三制冷剂
‑
空气热交换器17、第三冷却剂
‑
空气热交换器41或可选地第二冷却剂
‑
空气热交换器33的要求性能和当风扇未被启用时的机动车辆的速度关闭或打开,并且当风扇被启用时始终打开,使得环境空气流动通过冷却空气百叶窗63并越过第三制冷剂
‑
空气热交换器17的热传递表面。
107.在仅仅以乘客舱的供应空气的制冷系统模式操作时从图2b中显露出了根据图1的系统1a,而图2c示出了当仅仅在传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却的情况下操作时根据图1的系统1a。
108.与根据图2a的系统1a的操作相反,在根据图2b的操作中,从第三制冷剂
‑
空气热交换器17流出之后的高压制冷剂在第一分支点11处仅被分成两个部分质量流。当两个部分质量流的制冷剂流经膨胀元件9、10并供应给作为蒸发器操作的制冷剂
‑
空气热交换器6、7中的一者时,使两个部分质量流的制冷剂在每种情况下膨胀。在形成为第三分支点13的第一三通阀13中,所有三个连接部a、b、c均关闭,使得第二冷却剂回路的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8和第一旁通流动路径18均没有装载制冷剂。
109.与根据图2a的系统1a的操作相反,在根据图2c的操作中,从第三制冷剂
‑
空气热交换器17流出之后的高压制冷剂完全传至第三分支点13,第三分支点13作为第一三通阀13且作为膨胀元件以膨胀模式操作。当流经第一三通阀13时,使制冷剂膨胀并供应给作为第二冷却剂回路的蒸发器操作的制冷剂
‑
冷却剂热交换器8。第一膨胀元件9和第二膨胀元件10关闭,使得除了低压侧的第一旁通流动路径18之外,具有第一制冷剂
‑
空气热交换器6的第一流动路径和具有第二制冷剂
‑
空气热交换器7的第二流动路径均关闭并没有装载制冷剂。
110.另外,形成为第三开口点21的第二三通阀21以旁通模式操作。第二三通阀21在第一连接部a与第三连接部c之间完全打开,使得制冷剂在几乎没有压力损失的情况下通过第二三通阀21。高压侧的第二旁通流动路径19a打开。第一冷却剂回路3的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5没有装载制冷剂。
111.图3a至图3c在每种情况下示出了在以再加热模式操作时根据图1的系统1a,而图4a至图4c在每种情况下示出了在以加热模式操作时根据图1的系统1a。
112.当系统1a以加热模式或再加热模式操作时,空气调节系统的废热、特别是从乘客舱的供应空气传递到在第一制冷剂
‑
空气热交换器6或第二制冷剂
‑
空气热交换器7中的制冷剂回路2a中循环的制冷剂的热和从传动系、特别是电动传动系的至少一个部件传递到在第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8中的制冷剂回路2a中循环的制冷剂的热都用于加热乘客舱的供应空气。
113.在这种情况下,在第一冷却剂回路3中循环的冷却剂通过作为热交换器操作的第一冷却剂
‑
空气热交换器31用以将热从冷却剂传递到乘客舱的供应空气,冷却剂在流经作为冷却剂的冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5时被加热。
114.当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的被动冷却和环境空气作为根据图3a的制冷剂的冷源或热源的再加热模式操作根据图1的系统1a时,从乘客舱的供应空气传递到在第一制冷剂
‑
空气热交换器6的制冷剂回路2a中循环的制冷剂的热根据需要从制冷剂按比例传递到在第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5中的第一冷却剂回路3中循环的冷却剂以及从制冷剂传递到在第三制冷剂
‑
空气热交换器17中的环境空气,或者从在第三制冷剂
‑
空气热交换器17中的环境空气吸收的额外热,这些额外热与从乘客舱的供应空气传递到第一制冷剂
‑
空气热交换器6中的制冷剂回路2a中循环的制冷剂的热一起从制冷剂传递到在第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5中的第一冷却剂回路3中循环的冷却剂。
115.乘客舱的前部区域的供应空气沿着流动方向64通过空气调节器的第一壳体60,在第一壳体60中,第一制冷剂
‑
空气热交换器6和第一冷却剂
‑
空气热交换器31沿着供应空气的流动方向64一个接一个地布置,并且当流经第一制冷剂
‑
空气热交换器6时,供应空气被除湿以及可能被冷却并且然后在流经第一冷却剂回路3的第一冷却剂
‑
空气热交换器31时被加热。
116.从第三制冷剂
‑
空气热交换器17流出的制冷剂根据当流经第一膨胀元件9时的压力水平而膨胀,或者在没有压力损失的情况下通过第一膨胀元件9,并供应给作为蒸发器操作的第一制冷剂
‑
空气热交换器6。位于第二制冷剂
‑
空气热交换器7上游的第二膨胀元件10始终关闭。制冷剂不流经第二制冷剂
‑
空气热交换器7。形成为第三分支点13的第一三通阀13的三个连接部a、b、c始终关闭,从而不在第二冷却回路的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8或第一旁通流动路径18中加载制冷剂。
117.形成为第三开口点21的第二三通阀21根据需要以各种模式操作,并且因此利用环境空气作为制冷剂的冷源或热源。第二三通阀21的第一连接部a始终关闭,使得第二旁通流动路径19a没有装载制冷剂,并且用于将热传递到第一冷却剂回路3的冷却剂的制冷剂流经第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5。
118.一方面,位于第二连接部b与第三连接部c之间的第二三通阀21可以完全打开,因此制冷剂在几乎没有压力损失的情况下通过第二三通阀21。在高压水平处,制冷剂通过第三连接部c沿着第三制冷剂
‑
空气热交换器17的方向从第二三通阀21流出。制冷剂然后通过作为冷凝器/气体冷却器操作的第三制冷剂
‑
空气热交换器17。在这个过程中,热从制冷剂传递到环境空气。当流经第一膨胀构件9时,制冷剂从高压水平膨胀到低压水平。
119.另一方面,位于第二连接部b与第三连接部c之间的第二三通阀21可以设定为使得制冷剂在流经第二三通阀21时膨胀。在中压水平处或者在低压水平处,制冷剂通过第三连接部c沿着第三制冷剂
‑
空气热交换器17从第二三通阀21流出。制冷剂然后通过第三制冷剂
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空气热交换器17,根据结合环境空气的温度的制冷剂的压力水平,第三制冷剂
‑
空气热交换器17可以作为冷凝器/气体冷却器或者作为用于制冷剂的蒸发器来操作。在这种情况下,根据操作模式,热从制冷剂传递到环境空气或从环境空气传递到制冷剂。如果制冷剂在流经第二三通阀21时被减压到低压水平,则第一膨胀元件9完全打开,否则制冷剂在流经第一膨胀元件9时被膨胀到低压水平。
120.布置在机动车辆前侧的冷却空气百叶窗63根据第三制冷剂
‑
空气热交换器17、第二冷却剂
‑
空气热交换器33或第三冷却剂
‑
空气热交换器41的要求性能和当风扇未被启用时的机动车辆的速度而关闭或打开,并且当风扇被启用时始终打开,使得环境空气流经冷却空气百叶窗63并越过第三制冷剂
‑
空气热交换器17的热传递表面。
121.当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却的再加热模式操作根据图1的系统1a时,根据图3b,在每种情况下从第一制冷剂
‑
空气热交换器6中的乘客舱的供应空气和从第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8中的第二冷却剂回路的冷却剂两者传递到在制冷剂回路2a中循环的制冷剂的热从制冷剂传递到在第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5中的第一冷却剂回路3中循环的冷却剂。
122.在每种情况下乘客舱的前部区域的供应空气沿着流动方向64通过空气调节器的第一壳体60,在第一壳体60中,第一制冷剂
‑
空气热交换器6和第一冷却剂
‑
空气热交换器31沿着供应空气的流动方向64一个接一个地布置,并且当流经第一制冷剂
‑
空气热交换器6时,供应空气被除湿以及可能被冷却并且然后在流经第一冷却剂回路3的第一冷却剂
‑
空气热交换器31时被加热。
123.第二冷却剂回路的冷却剂沿着流动方向66通过优选地作为逆流热交换器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8输送。
124.从第三制冷剂
‑
空气热交换器17流出之后,高压制冷剂在分支点11处被分成两个部分质量流。使这两个部分质量流中的每个部分质量流的制冷剂膨胀并供应给作为蒸发器操作的制冷剂
‑
空气热交换器6或者作为蒸发器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8。在这种情况下,形成为第三分支点13的第一三通阀13作为膨胀元件以膨胀模式操作。位于第二制冷剂
‑
空气热交换器7上游的低压侧的第一旁通流动路径18和第二膨胀元件10均关闭。第二制冷剂
‑
空气热交换器7和第一旁通流动路径18均没有装载制冷剂。
125.操作形成为第三开口点21的第二三通阀21,使得:一方面,第一连接部a关闭,使得第二旁通流动路径19a没有装载制冷剂,并且用于向第一冷却剂回路3的冷却剂传递热的制冷剂流经第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5;并且另一方面,位于第二连接部b与第三连接部c之间的通道完全打开,使得制冷剂在几乎没有压力损失的情况下通过第二三通阀21。在高压水平下,制冷剂通过第三连接部c沿着第三制冷剂
‑
空气热交换器17的方向从第二三通阀21流出。
126.将布置在机动车辆前侧处的冷却空气百叶窗63关闭,使得没有环境空气通过冷却空气百叶窗63进入第三制冷剂
‑
空气热交换器17。第三制冷剂
‑
空气热交换器17停止操作。
127.图3c示出了在以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却和环境空气作为用于制冷剂的热源的再加热模式操作期间的图1的系统1a。
128.与根据图3b的系统1a的操作相反,一方面,将布置在机动车辆前侧的冷却空气百叶窗63打开,使得环境空气流经冷却空气百叶窗63并越过第三制冷剂
‑
空气热交换器17的热传递表面。第三制冷剂
‑
空气热交换器17——其中制冷剂吸收来自环境空气的额外的热,这些热从在制冷剂回路2a中循环的制冷剂传递到循环在第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5中的第一冷却剂回路3中循环的冷却剂——连同从在第一制冷剂
‑
空气热交换器6中用于乘客舱的供应空气传递的热和从在第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8中的第二冷却剂回路的冷却剂传递的热来操作。
129.另一方面,形成为第三开口点21的第二三通阀21操作成用以利用环境空气作为制冷剂的附加热源。当第二三通阀21的第一连接部a关闭,使得第二旁通流动路径19a没有装载制冷剂,并且用于将热传递到第一冷却剂回路3的冷却剂的制冷剂流经第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5时,位于第二连接部b与第三连接部c之间的第二三通阀21设定为使得制冷剂在流经第二三通阀21时膨胀。在离开第二三通阀21的中压水平处或低压水平处,制冷剂沿着作为蒸发器操作的第三制冷剂
‑
空气热交换器17的方向流经第三连接部c。当流经第三制冷剂
‑
空气热交换器17时,热从环境空气传递到制冷剂。如果制冷剂在流经第二三通阀21时被减压到低压水平,则形成为位于第三连接部c与第二连接部b之间的第三分支点13的第一三通阀13和第一膨胀元件9各自完全打开,否则,制冷剂在流经在膨胀模式下作为膨胀元件操作的第一膨胀元件9和第一三通阀13时膨胀到低压水平。
130.当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却和环境空气作为用于根据图4a的制冷剂的热源的加热模式操作根据图1的系统1a时,在每种情况下从在第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8中的第二冷却剂回路的冷却剂以及从在第三制冷剂
‑
空气热交换器17中的环境空气两者传递到在制冷剂回路2a中循环的制冷剂的热从制冷剂传递到在第一制冷剂
‑
冷却剂热交换器5中的第一冷却剂回路3中循环的冷却剂。
131.乘客舱的前部区域的供应空气沿着流动方向64通过布置有第一冷却剂
‑
空气热交换器31的空气调节器的第一壳体60,并且在流经第一冷却剂回路3的第一冷却剂
‑
空气热交换器31时被加热。
132.第二冷却剂回路的冷却剂沿着流动方向66通过优选地作为逆流热交换器操作的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8输送。
133.将布置在机动车辆前侧的冷却空气百叶窗63打开,使得环境空气流经冷却空气百叶窗63并越过第三制冷剂
‑
空气热交换器17的热传递表面。
134.对于根据图3c的系统1a的操作的本质区别在于,位于第一制冷剂
‑
空气热交换器6上游的第一膨胀元件9和位于第二制冷剂
‑
空气热交换器7上游的第二膨胀装置10均关闭,使得第一制冷剂
‑
空气热交换器6和第二制冷剂
‑
空气热交换器7均没有流经它们的制冷剂。乘客舱的供应空气既未除湿,也未冷却,只加热。
135.图4b示出了当以仅仅在环境空气作为制冷剂的热源的加热模式情况下操作时根据图1的系统1a,而图4c示出了当以仅仅具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却并且因此驱动部件作为制冷剂的热源的加热模式操作时根据图1的系统1a。
136.与根据图4a的系统1a的操作相反,一方面,当根据图4b操作时,形成为第三分支点13的第一三通阀13以旁通模式操作。第一三通阀13在第三连接部c与第一连接部a之间完全打开,使得制冷剂在几乎没有压力损失的情况下通过第一三通阀13。低压侧的第一旁通流动路径18打开。第二冷却剂回路的第二制冷剂
‑
冷却剂热交换器8没有装载制冷剂。随着制冷剂通过第一旁通流动路径18的流动,制冷剂可以从第三制冷剂
‑
空气热交换器17直接传至储液器22,以便使在制冷剂回路2a中的吸入侧压力损失最小化。
137.另一方面,形成为第三开口点21的第二三通阀21始终操作成利用环境空气作为制冷剂的热源,使得制冷剂在流经第二三通阀21时膨胀到低压水平。
138.与根据图4a的系统1a的操作相反,一方面,当根据图4c的操作时,将布置在机动车辆前侧处的冷却空气百叶窗63关闭,使得没有环境空气通过冷却空气百叶窗63进入第三制
冷剂
‑
空气热交换器17。第三制冷剂
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空气热交换器17停止操作。
139.另一方面,三通阀13、21的操作彼此调谐,使得从第二连接部b到第三连接部c流经第二三通阀21的制冷剂从高压水平膨胀到低压水平,并且位于第三连接部c与第二连接部b之间的第一三通阀13完全打开,或者位于第二连接部b与第三连接部c之间的第二三通阀21完全打开,并且从第三连接部c到第二连接部b流经第一三通阀13的制冷剂从高压水平膨胀到低压水平。结果,三通阀13、21中的一者以膨胀模式操作,以便将制冷剂从高压水平膨胀到低压水平,而另一个三通阀13、21完全打开在几乎没有压力损失的情况下通过制冷剂。
140.图5示出了用于空气调节乘客舱的空气并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递的第二系统1b,第二系统1b具有制冷剂回路2b以及两个冷却剂回路3,制冷剂回路2b具有低压侧的第一旁通流动路径18、用于绕过第一制冷剂
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冷却剂热交换器5流动的高压侧的第二旁通流动路径19b、以及用于绕过第三制冷剂
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空气热交换器17流动的第三旁通流动路径25,第三制冷剂
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空气热交换器17用于在制冷剂与环境空气之间进行传递热,两个冷却剂回路3各自热耦合至制冷剂回路2b。
141.根据图1的第一系统1a与第二系统1b之间的主要区别是具有绕过第一制冷剂
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冷却剂热交换器5的第二旁通流动路径19a、19b的制冷剂回路2a、2b的形成结合第三开口点21、23以及绕过第三制冷剂
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空气热交换器17的第三旁通流动路径25的形成。
142.布置在高压侧上的制冷剂回路2b的第二旁通流动路径19b从第四分支点20延伸至第三开口点23。在这种情况下,与系统1a的制冷剂回路2a一样,第四分支点20在压缩机4与第一制冷剂
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冷却剂热交换器5之间形成,而第三开口点23设置在第一制冷剂
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冷却剂热交换器5与附加的第五分支点24之间。第二旁通流动路径19b在制冷剂连接线内具有截止元件、特别是截止阀。
143.在第四分支点20处,制冷剂可以依次通过第一制冷剂
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冷却剂热交换器5或通过第二旁通流动路径19b。
144.第五分支点24——与系统1a的制冷剂回路2a的第三开口点21一样——形成为具有膨胀功能和三个连接部a、b、c的第二三通阀。在这种情况下,系统1b的制冷剂回路2b的第二三通阀24经由第一连接部a连接至第三旁通流动路径25,第三旁通流动路径25从三通阀24延伸至第四开口点26。第四开口点26设置在第三制冷剂
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空气热交换器17与第一分支点11之间。第二三通阀24还经由第二连接部b联接至第三制冷剂
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空气热交换器17,而经由第三连接部c建立至第三开口点23的连接。
145.为了防止通过第三旁通流动路径25的制冷剂回流到第三制冷剂
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空气热交换器17,在第四开口点26与第三制冷剂
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空气热交换器17之间设置有第二止回装置27、特别是止回阀。第一止回装置16、特别是形成为止回阀布置在第一开口点14与第二开口点15之间,与图1的系统1a的制冷剂回路2a的情况相同。
146.系统1b的制冷剂回路2b的第二三通阀24还可以以不同的功能原理操作、特别是作为截止阀和膨胀阀操作。截止阀和膨胀阀的功能组合在一个部件内。
147.在功能原理中的一个功能原理,第一连接部a关闭,因此第三旁通流动路径25关闭,而第二连接部b和第三连接部c打开。一方面,系统1b的制冷剂回路2b的第二三通阀24可以设定成使得制冷剂在制冷剂流经时膨胀,或者第二三通阀24完全打开使得制冷剂在几乎没有压力损失的情况下通过。当以这种方式操作系统1b的制冷剂回路2b的第二三通阀24
时,制冷剂通过第三连接部c流入,并通过第二连接部b沿着第三制冷剂
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空气热交换器17的方向膨胀或在无压力损失的情况下流出。利用特别形成为电子部件的系统1b的制冷剂回路2b的第二三通阀24,可以在制冷剂回路2b的高压水平与低压水平之间设定任何压力。利用中压水平的设定,第三制冷剂
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空气热交换器17可以作为环境空气热交换器操作,环境空气热交换器作为冷凝器/气体冷却器用以向环境空气释放热或者环境空气热交换器作为蒸发器用以吸收来自环境空气的热。
148.另一功能原理使得制冷剂能够通过第三旁通流动路径25,而不会造成制冷剂的任何压力损失。在这种情况下,第二连接部b关闭,而第一连接部a和第三连接部c均完全打开。系统1b的制冷剂回路2b的第二三通阀24以旁通模式操作。
149.关于第二系统1b、特别是制冷回路2b的各个操作模式,参照关于第一系统1a的图2a至图2c、图3a至图3c和图4a至图4c的说明。
150.当以具有或不具有或仅仅具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却的制冷系统模式操作根据图5的第二系统1b时,形成为第五分支点24的第二三通阀24在使得位于第三连接部c与第二连接部b之间的通道完全打开的每种情况下操作,使得制冷剂沿着第三制冷剂
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空气热交换器17的方向在几乎没有压力损失的情况下通过第二三通阀24。高压侧的第二旁通流动路径19b打开。第一冷却剂回路3的第一制冷剂
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冷却剂热交换器5在每种情况下均没有装载制冷剂。
151.当以再加热模式或加热模式操作根据图5的第二系统1b时,高压侧的第二旁通流动路径19b始终关闭,使得制冷剂通过第一冷却剂回路3的第一制冷剂
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冷却剂热交换器5。
152.当以具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却模式,以及以仅仅具有传动系、特别是电动传动系的驱动部件的主动冷却的加热模式操作第二系统1b时,第二三通阀24以旁通模式操作。第二三通阀24在第三连接部c与第一连接部a之间完全打开,使得制冷剂在几乎没有压力损失的情况下通过第二三通阀24。第三旁通流动路径25始终打开,使得制冷剂通过第三旁通流动路径25并且因此绕过第三制冷剂
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空气热交换器17。第三制冷剂
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空气热交换器17没有装载制冷剂。随着制冷剂通过第三旁通流动路径25的流动,制冷剂可以从第一制冷剂
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冷却剂热交换器5直接传到第一分支点11,以便使制冷剂回路2b中的压力损失最小化。
153.附图标记列表
154.1a、1b 系统
155.2a、2b 制冷剂回路
156.3 第一冷却剂回路
157.4 压缩机
158.5 第一制冷剂
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冷却剂热交换器
159.6 第一制冷剂
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空气热交换器
160.7 第二制冷剂
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空气热交换器
161.8 第二制冷剂
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冷却剂热交换器
162.9 第一膨胀元件
163.10 第二膨胀元件
164.11 第一分支点
165.12 第二分支点
166.13 第三分支点,第三膨胀元件,第一三通阀
167.14 第一开口点
168.15 第二开口点
169.16 (第一)止回装置
170.17 第三制冷剂
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空气热交换器
171.18 第一旁通流动路径
172.19a、19b 第二旁通流动路径
173.20 第四分支点
174.21 第三开口点,第二三通阀
175.22 蓄液器
176.23 第三开口点
177.24 第五分支点,第二三通阀
178.25 第三旁通流动路径
179.26 第四开口点
180.27 第二止回装置
181.30 第一冷却剂回路3的输送机
182.31 第一冷却剂
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空气热交换器
183.32 辅助热交换器
184.33 第二冷却剂
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空气热交换器
185.40 第二冷却剂回路的连接部
186.41 第三冷却剂
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空气热交换器
187.51 第一传感器,第一温度传感器,制冷剂
188.52 第二传感器,第二温度传感器,制冷剂
189.53 第三传感器,第一压力
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温度传感器,制冷剂
190.54 第四传感器,第二压力
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温度传感器,制冷剂
191.55 第五传感器,第三压力
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温度传感器,制冷剂
192.56 第六传感器,第三温度传感器,冷却剂
193.57 第七传感器,第四温度传感器,供应空气
194.58 第八传感器,第五温度传感器,供应空气
195.60 空气调节器的第一壳体
196.61 空气调节器的第二壳体
197.62 环境空气的流动方向
198.63 环境空气的流动方向,冷却空气百叶窗
199.64 供应空气的流动方向,第一壳体60
200.65 供应空气的流动方向,第二壳体61
201.66 冷却剂的流动方向
202.a、b、c 连接部,三通阀13、21、24
再多了解一些
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