CN111692778B - 用于运行车辆的带有具有热泵功能的制冷剂回路的制冷设备的方法 - Google Patents

用于运行车辆的带有具有热泵功能的制冷剂回路的制冷设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行带有具有热泵功能的制冷剂回路(1)的车辆的制冷设备(10)的方法，所述制冷剂回路具有制冷剂压缩机(4)；可作为冷凝器或气体冷却器或作为热泵蒸发器运行的外部热交换器(5)，所述外部热交换器具有配属的热泵膨胀机构(AE3)；加热冷凝器(8)或热气散热器(8)；蒸发器(2)和配属的蒸发器膨胀机构(AE2)，其中为了实施加热运行，制冷剂压缩机(4)与加热冷凝器(8)或热气散热器(8)连接，以及加热冷凝器(8)或热气散热器(8)的制冷剂出口(KA)借助于加热‑膨胀机构(AE1，AE3，AE4，AE5)直接和/或间接地与制冷剂压缩机(4)的入口侧连接，其中所述加热膨胀机构使制冷剂膨胀成低压。

Description

用于运行车辆的带有具有热泵功能的制冷剂回路的制冷设备 的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行车辆的制冷设备的方法，该制冷设备带有具有热泵功能的制冷剂回路。
背景技术
已知这样的制冷设备，其既可以在热泵过程中用于加热车辆内室，又可以在制冷设备运行中用于冷却车辆内室。在热泵过程中，被供应到车辆内室的供应空气被热泵加热。
例如，由DE 10 2012 100 525 A1已知了公开了一种用于车辆的制冷设备，该制冷设备包括具有热泵功能的制冷剂回路。为了实现热泵功能，将作为内部冷凝器或加热冷凝器的热泵冷凝器、制冷设备-和热泵蒸发器以及带有对应的膨胀机构的制冷器串联连接，该膨胀机构作为附加的热泵蒸发器。在冷却剂方面，该制冷器在冷却水回路中设计用于冷却驱动电机、电子功率设备和/或电池。另外，对该冷却水回路来说，设置有PTC加热元件，用于加热冷却水。该实施例的空调器中的蒸发器在制冷设备运行中用作蒸发器，并且在热泵过程中用作冷凝器或气体散热器，因此既用于冷却流入车厢的供应空气流又用于对其进行加热。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于运行具有制冷剂回路的车辆制冷设备的方法，该制冷剂回路具有热泵功能，通过该方法，能够有效地且以小的结构花费进行加热运行。这种加热运行(也称为三角过程)仅在制冷剂压缩机，膨胀机构和可用于加热运行的热交换器中进行。
该任务通过具有权利要求1的特征的方法来解决。
在用于运行带有具有热泵功能的制冷剂回路的车辆的制冷设备的方法中，制冷剂回路具有以下组件：
-具有高压出口和入口侧的制冷剂压缩机，
-带有外部热交换器和热泵膨胀机构的AC-和热泵支路，其中，该外部热交换器可以要么用作冷凝器或气体冷却器运行，要么也可以用作热泵蒸发器运行，以及该热泵膨胀机构可用于热泵功能，其中，AC-和热泵支路可连接至制冷剂压缩机的高压出口，
-带有加热冷凝器或热气散热器的加热支路，其中，加热冷凝器或热气散热器可直接或间接地加热用于车辆内室的供应空气流，其中，为了实施热泵过程，该加热支路在上游可连接至制冷剂压缩机的高压出口，在下游可连接至AC-和热泵支路，
-具有蒸发器和蒸发器膨胀机构的蒸发器支路，其中，该蒸发器支路在低压侧可连接至制冷剂压缩机的入口侧，并且在高压侧可连接至AC-和热泵支路，以及
-具有闭锁机构的热泵回流支路，该热泵回流支路在上游可连接到外部热交换器，并在下游连接到制冷剂压缩机的入口侧，
其中，为了实施加热运行
-制冷剂压缩机的高压出口连接到加热支路，以及
-加热冷凝器或热气散热器的制冷剂出口借助于加热-膨胀机构直接和/或间接地连接到热泵回流支路和/或间接地连接到制冷剂压缩机的入口侧，该加热-膨胀机构使制冷剂膨胀成低压。
在根据本发明的该方法中，制冷剂回路的现有组件被相应地连接，以实施加热运行。
根据本发明的有利的改进方案，为了实施加热运行，加热冷凝器或热气散热器的制冷剂出口借助于包括加热-膨胀机构的加热支路直接连接到热泵回流支路，其中，利用加热-膨胀机构使制冷剂膨胀成低压。此处的优点在于，该加热功能仅利用压缩机的驱动功率来执行，而与环境温度和/或冷却剂温度水平无关，也就是说，无需外部热源。
此外，本发明的有利的设计方案规定，为了实施加热运行，加热冷凝器或热气散热器的制冷剂出口借助于具有再加热-膨胀机构的再加热-支路直接连接至热泵回流支路，其中，借助于再加热-膨胀机构作为加热-膨胀机构使制冷剂膨胀成低压。此处的优点是，已经存在的用于其他功能的组件和***部分在这种情况下能够用于加热车辆内室的供应空气流，而无需对制冷设备在设计上进行昂贵且复杂的更改。
根据本发明的另一有利的改进方案，为了实施加热运行，加热冷凝器或热气散热器的制冷剂出口与具有制冷器和制冷器-膨胀机构的制冷器支路连接，其中利用制冷器-膨胀机构作为辅助-膨胀机构使制冷剂膨胀成低压。此处的优点在于，在这种情况下，再次能够将已经存在的用于其他功能的组件和***部分用于加热车辆内室的供应空气流，而无需对制冷设备在设计上进行昂贵且复杂的更改。除了用作水热泵过程的热源外，制冷器支路还可与其中包含的冷却剂一起用作该三角过程的桥接组件。
根据本发明的另一优选实施例，执行以下方法步骤以实施加热运行：-将AC-和热泵支路在上游连接到加热冷凝器或热气散热器的制冷剂出口，并在下游连接到热泵回流支路，以及
-关闭分配给外部热交换器的阻气门-或百叶窗装置，从而防止空气流流过外部热交换器。
此处的优点在于，在这种情况下，可以再次将现有用于其他功能的组件和***部分用于加热车辆内室的供应空气流，而无需对制冷设备在设计上进行昂贵且复杂的更改。在这种情况下，AC-和热泵支路及其现有的空气热泵-膨胀机构用于使制冷剂膨胀成低压水平，同时，在无源的空气侧流过外部热交换器时，则可防止在那里热量从周围空气传递到制冷剂。
既能够以任何方式组合地执行不同的加热运行，也能够同时与制冷剂回路的热泵过程一起执行不同的加热运行。
因此，根据改进方案规定了，借助于加热支路、再加热-支路或AC-和热泵支路利用水-热泵过程借助于具有制冷器和制冷器-膨胀机构的制冷器支路实施加热运行。在此优点在于，一方面主动地联接了至少一个其它的热源，另一方面使制冷剂压缩机达到最大运行转速，并进而能够使热泵连接中的制冷设备的加热功率最大化。
另一有利的实施方案规定，借助于加热支路、再加热-支路或制冷器支路利用空气热泵过程借助于AC-和热泵支路进行加热运行。这里的优点在于，在这种情况下，一方面主动地联接了至少一个其它的热源，另一方面使制冷压缩机达到最大运行转速，并进而能够使热泵连接中制冷设备的加热功率最大化。
最后，还能够同时利用加热运行借助于加热支路或再即热-支路执行两个热泵运行模式。这里的优点在于，再次一方面主动地联接了至少一个其它的热源，另一方面使制冷剂压缩机达到最大运行转速，并进而能够使热泵连接中的制冷设备的加热功率最大化。
附图说明
本发明的其他优点和细节由优选实施例的以下描述并参考唯一的附图1得出。该图示出了用于车辆的制冷设备的线路图，以解释根据本发明的方法的实施例。
具体实施方式
根据图1的制冷设备10的制冷剂回路1既能够以制冷设备-或冷却运行(简称为AC运行)也能够在热泵模式(简称为WP运行)下运行，并且具有至少两个蒸发器，即蒸发器2和制冷器3，该制冷器与冷却剂回路3.0热耦合以冷却例如高压电池。
根据图1的制冷剂回路1包括以下组件：
-制冷剂压缩机4
-设计为冷凝器或气体冷却器的外部热交换器5，该外部热交换器具有为其对应的、功能上作为用于加热运行的热泵蒸发器的热泵-膨胀机构AE3，
-内部热交换器6，
-低压侧储存器7，
-内部蒸发器支路2.1，具有设计为前部蒸发器的蒸发器2和在上游连接的蒸发器-膨胀机构AE2，
-连接在蒸发器2的下游的止回阀R1，该止回阀R1通过储存器7和内部热交换器6的低压侧的部段与制冷剂压缩机4的入口侧流体连接，
-制冷器支路3.1，具有制冷器3、在该制冷器之前连接的制冷器-膨胀机构AE1，其中制冷器3除了用于冷却例如车辆的电气组件外，还用于利用至少一个电气组件的废热来实现水热泵功能，
-具有外部热交换器5和热泵-膨胀机构AE3的AC-和热泵支路5.1，其中在加热运行中，AC-和热泵支路5.1在上游经由热泵-膨胀机构AE3在形成节点K4的情况下与内部蒸发器支路2.1能流体连接，以及在下游经由闭锁机构A2与制冷剂压缩机4的入口侧能流体连接，而在AC运行中，AC-和热泵支路5.1在上游经由闭锁机构A4与制冷剂压缩机4的高压出口能流体连接，
-带有加热冷凝器8或热气散热器8的加热支路8.1，该加热冷凝器8或热气散热器8直接或间接地加热用于车辆内室的供应空气流L，其中该加热支路8.1在上游经由闭锁机构A3与制冷剂压缩机4的高压出口能流体连接，并且在下游经由闭锁机构A1与节点K4能流体连接，并进而能与内部蒸发器支路2.1和AC-和热泵支路5.1流体连接，
-具有设计为膨胀阀的再加热-膨胀机构AE4的再加热-支路5.2，其中该再加热-支路5.2在下游在形成节点K5的情况下与外部热交换器5流体连接，并且在上游与加热冷凝器8或热气散热器8流体连接，
-具有闭锁机构A2和止回阀R2的热泵回流支路5.3，其中该热泵回流支路5.3可在上游经由节点K5与外部热交换器5流体连通，并且在下游经由节点K3与储存器7流体连通，
-包括加热-膨胀机构AE5的加热支路8.2，其中加热支路8.2借助于节点K1把制冷剂出口KA与热泵回流支路5.3经过节点K2流体连接，该节点K1经由闭锁机构A1建立了至再加热-支路5.2和至AC-和热泵支路2的连接，其中该节点K2将闭锁机构A2与止回阀R2连接，以及
-例如被构造为高压PTC加热元件的电加热元件9，其作为用于引入到车辆内室的供应空气流L的直接或间接的加热器，在该实施例中，该电加热元件与加热冷凝器8或热气散热器8和蒸发器2一起位于空调器1.1中且在空气侧连接在加热冷凝器8或热气散热器8并且进而也连接在蒸发器2下游，以及
-在空气侧连接在外部热交换器5上游的、可控制的阻气门-或百叶窗装置5.5，其能打开位置(在该打开位置中，外部热交换器5可以最大程度被气流L1加载)和关闭位置(在该关闭位置中，不会有气流L1流经外部热交换器5)之间调节。
作为传感器，在根据图1的制冷剂回路1中设有多个压力-温度传感器pT1，pT2，pT3，pT4和pT5以用于控制和调节***。
因此，为制冷剂压缩机4配设了高压出口处的第一压力-温度传感器pT1，此外在储存器7的出口处的第二-压力温度传感器pT2，在外部热交换器5出口处的第三压力-温度传感器pT3，在加热电容器8或热气散热器8的出口处的第四压力-温度传感器pT4，以及最后是在制冷器3的低压侧出口处的第五压力-温度传感器pT5。由于这些压力-温度传感器的各自功能是本领域技术人员已知的，因此将不对其进行详细说明。
利用两个闭锁机构A3和A4，取决于这两个闭锁机构的状态，制冷剂流从制冷剂压缩机4的高压侧或者当闭锁机构A4打开而闭锁机构A3截止时被引导入外部热交换器5中，或者闭锁机构A3打开而闭锁机构A4截止时流入加热支路8.1中。
下面将描述根据图1的制冷剂回路1的加热运行。
在制冷剂回路1的加热运行中，当外部热交换器5被用作热泵蒸发器以实现空气-热泵或者当制冷器3用于实现水-热泵时闭合闭锁机构A4并打开闭锁机构A3，从而热的制冷剂能流入加热支路8.1中。
为了借助于作为空气-热泵蒸发器的外部热交换器5来执行加热功能，借助于制冷剂压缩机4压缩的制冷剂流动经过打开的闭锁机构A3以将热量输出至被引导至乘客室中的供应空气流L中进入加热冷凝器8或热气散热器8，并随后经由打开的闭锁机构A1借助于热泵-膨胀机构AE3被膨胀到外部热交换器5中以从环境空气中吸收热量，并且接着当闭锁机构A2完全打开时，经过热泵回流支路5.3流回到制冷剂压缩机4。同时，膨胀机构AE1，AE2和AE4保持关闭，加热-膨胀机构AE5同样保持关闭。
在借助外部热交换器5的空气-热泵过程中，热量从经由该外部热交换器5传导的气流L1中提取，并传输给制冷剂。
下面描述使用制冷器3作为热源的加热运行。
为了通过制冷器3执行加热功能，通过制冷剂压缩机4压缩的制冷剂流经打开的闭锁机构A3以将热量散发到通向车辆内室的供应空气流L，进入加热冷凝器8或热气制冷器8，然后经过打开的闭锁机构A1和节点K4借助于制冷器-膨胀机构AE1膨胀到制冷器3中以用于吸收布置在冷却剂回路3.0中的电气和/或电子组件的废热。在该加热功能中，膨胀机构AE3和AE4以及加热-膨胀机构AE5关闭。热泵回流支路5.3的闭锁机构A2完全打开，从而在水-热泵过程中去除的制冷剂通过闭锁机构A2从AC-和热泵支路5.1中吸出，并通过止回阀R2输送到储存器7中。
除了通过空气-热泵或通过水-热泵的这种加热运行(其中两个过程也可以同时，也就是组合起来进行)之外，还可以在制冷剂回路1的组件的不同配置中进行加热运行。在这种加热运行下，仅制冷剂压缩机4用作热源，并且其传递给制冷剂的驱动功率被传输至热沉中，也就是说最终直接或间接地传输给供应空气流L。用于实施加热运行的这种构造也称为三角过程。
在作为间接三角过程的第一加热运行中，加热冷凝器8或热气散热器8以及制冷器3用作制冷剂回路1的组件，其中制冷器3不起作用，也就是说，在次级侧在冷却剂回路3.0中，冷却剂(例如水)不被循环。
为了执行该第一加热运行，由制冷剂压缩机4压缩的制冷剂在闭锁机构A3打开和闭锁机构A4截止的情况下流入加热支路8.1，并随后经过打开的闭锁机构A1进入制冷器支路3.1，其中借助于制冷器-膨胀机构AE1作为加热-膨胀机构使制冷剂在经由节点K3、储存器7和内部热交换器6被输送回制冷剂压缩机4之前被膨胀成低压下。在该第一加热运行中，加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂出口KA连接到作为加热-膨胀机构的制冷器-膨胀机构。蒸发器膨胀机构AE2，热泵膨胀机构AE3，再加热-膨胀机构AE4以及加热-膨胀机构AE5被截止。
如果冷却剂在制冷器3的次级侧上循环并且在***侧也允许冷却剂的冷却，则存在水-热泵功能。
在作为直接的三角过程的第二加热运行中，使用加热冷凝器8或热气散热器8以及加热支路8.2，这如此实现，即由制冷剂压缩机4压缩的制冷剂在闭锁机构A3打开且闭锁机构A4闭合时流入加热支路8.1的加热冷凝器8或热气散热器8中并且随后在闭锁机构A1闭合且再加热-膨胀机构AE4闭合时经由节点K1流入加热支路8.2中，其中在制冷剂经由节点K2、止回阀R、节点K3、储存器7和内部热交换器6流回到制冷剂压缩机4之前，制冷剂借助于加热-膨胀机构A5膨胀成低压。
为了执行该第二加热运行，节点K1，K2和K3之间的制冷剂管路的管路横截面对应于制冷剂回路1的标准尺寸。
在作为直接三角过程的第三加热运行中，加热冷凝器8或热气散热器8以及再加热-膨胀机构AE4用作组件。为此，被制冷剂压缩机4压缩的制冷剂在闭锁机构A4闭合的情况下通过打开的闭锁机构A3被引导进入加热支路8.1，从而当闭锁机构A1闭合时，制冷剂可以从加热冷凝器8或热气散热器8流入再加热-支路5.2。在那里，它通过作为加热-膨胀机构的再加热-膨胀机构AE4经由节点K5在闭锁机构A2打开时被膨胀到热泵回流支路5.3中，以便随后经由节点K2、止回阀R2、储存器7和内部热交换器6回流到制冷剂压缩机4中。在该第三加热运行中，加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂出口KA连接至作为加热-膨胀机构的再加热-膨胀机构AE4。加热-膨胀机构AE5关闭。
由于节点K5处的低压水平，在外部热交换器5的制冷剂入口处不需要单独的闭锁机构。由于低压水平，在外部热交换器5中出现了蒸发温度，该蒸发温度通常低于环境温度，由此流过外部热交换器5的空气流L1蒸发了在那里存储的制冷剂并且其因此以“过热气相”存在。
然而，必要时可以在外部热交换器5的冷却剂入口处设置闭锁机构。
在作为间接三角过程的第四加热运行中，加热冷凝器8或热气散热器8以及外部热交换器5用作组件。为此，由制冷剂压缩机4压缩的制冷剂在闭锁机构A3打开且闭锁机构A4闭合时流入加热支路8.1的加热冷凝器8或热气散热器8中，并且随后在闭锁机构A1打开时流入AC-和热泵支路5.1中，其中制冷器-膨胀机构AE1和蒸发器-膨胀机构AE2关闭。借助于热泵-膨胀机构AE3作为加热-膨胀机构，在低压下，制冷剂被膨胀到在外部热交换器5中，并且随后通过节点K5在闭锁机构A2打开时被引导至热泵回流支路5.3中，从而制冷剂能够通过节点K2、止回阀R2、节点K3、储存器7并经由内部热交换器6回流到制冷剂压缩机4。同样在该第四加热运行中，加热冷凝器8和热气散热器8的制冷剂出口KA连接到作为加热-膨胀机构的热泵-膨胀机构AE3。
此外，在该第四加热运行中，可控制的阻气门-或百叶窗装置5.5关闭，使得气流L1不能经由外部热交换器5流动，并且因此阻止了从环境空气至外部热交换器5的主动热交换器并进而阻止了制冷剂。以这种方式，在外部热交换器5处，当在车辆的前车处的阻气门-或百叶窗装置5.5关闭时，在外部热交换器5上产生“静止空气”。
在需要时，可以将这些加热运行中的各个与待借助于外部热交换器5执行的空气热泵过程和/或待借助于制冷器3执行的水-热泵过程相结合。
因此，可以将第二加热运行作为直接三角过程与水-热泵过程组合。为此，制冷剂从加热冷凝器8或热气散热器8经过其制冷剂出口KA通过节点K1流出，进入加热支路8.2，并随后进入热泵回流支路5.3，其中通过加热-膨胀机构AE5使制冷剂膨胀成低压。同时，在闭锁机构A1打开时，来自加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂出口KA的制冷剂借助于制冷器-膨胀机构AE1被膨胀到制冷器3中以吸收热量。来自再加热-支路5.2和制冷器3的两种制冷剂流在节点K3中汇合，并返回制冷剂压缩机4。
此外，第三加热运行可以作为直接三角过程与水-热泵过程结合。为此，制冷剂从加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂出口KA经由再加热-支路5.2流入热泵回流支路5.3，其中制冷剂借助作为加热-膨胀机构的再加热-膨胀机构AE4被膨胀成低压。同时，当闭锁机构A1打开时，来自加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂借助于制冷器-膨胀机构AE1被膨胀到制冷器3中。来自再加热-支路5.2和制冷器3的两种制冷剂在节点K3中汇合，并返回制冷剂压缩机4。
最后，第四加热运行也可以作为间接三角过程与水-热泵过程结合。为此，在闭锁机构A1打开(再加热-膨胀机构AE4关闭)时，制冷剂从加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂出口KA既流入AC-和热泵支路5.1也流入制冷器支路3.1。在此，当关闭阻气门-或百叶窗5.5时，制冷剂借助于作为加热-膨胀机构的热泵-膨胀机构AE3在低压下被膨胀到外部热交换器5中，而为了从冷却剂吸收热量，制冷剂借助于制冷器-膨胀机构AE1膨胀到制冷器3中。这两个部分流在节点K3处汇合并再次返回到制冷剂压缩机4。
在下文中，描述了加热运行与空气-热泵过程的组合。
因此，第一加热运行可以作为间接三角过程与空气-热泵过程相结合。为此，在闭锁机构A1打开(再加热-膨胀机构AE4关闭)的情况下，将制冷剂既导入制冷器支路3.1也导入AC-和热泵支路5.1。如果制冷器3不工作，即冷却剂回路3.0中的冷却剂是静止的，则借助于作为加热-膨胀机构的制冷器-膨胀机构AE1使制冷剂膨胀成低压，而AC-和热泵支路5.1中的制冷剂借助于热泵-膨胀机构AE3在低压下被膨胀到外部热交换器5中以从环境空气吸收热量。当然，在此可控制的阻气门-或百叶窗装置5.5是打开的。
此外，第二加热运行也可以作为直接三角过程与空气-热泵过程相结合。为此，制冷剂的一部分流一方面从加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂出口KA经由节点K1流入加热支路8.2，并在那里通过加热-膨胀机构AE5膨胀成低压，而制冷剂的另一部分流经过打开的闭锁机构A1(再加热-膨胀机构AE4关闭)流入AC-和热泵支路5.1，在那里其通过热泵膨胀机构AE3膨胀到外部热交换器5中以吸收的热量。
最后，第三加热运行也可以作为直接三角过程与空气-热泵过程结合。为此，制冷剂的一部分流从加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂出口KA流出到再加热-支路5.2，而制冷剂的另一部分流从加热冷凝器8或热气散热器8的制冷剂出口KA经由打开的闭锁机构A1流出到AC-和热泵支路5.1中。借助于作为加热-膨胀机构的再加热-膨胀机构AE4，制冷剂的一部分流膨胀成低压，并经由节点K5流入热泵回流支路5.3，而制冷剂的另一部分流借助于热泵-膨胀机构AE3被膨胀到外部热交换器5中以吸收热量。这两个部分流在节点K5处汇集在一起。蒸发器-膨胀机构AE2和加热-膨胀机构AE5关闭。
另一种组合可能性规定了，加热运行与水-热泵过程以及空气-热泵过程同时进行。
因此，待通过加热支路8.2进行的第二加热运行可以既与水-热泵过程也与空气-热泵过程同时进行。为此，从加热冷凝器8或热气散热器8经由其制冷剂出口KA流出的制冷剂被分成三个部分流。第一部分流被引导至加热支路8.2中以实施加热运行，第二部分流被引导经过打开的闭锁机构A1至制冷器支路3.1中以实施水-热泵过程，第三部分流被引导经过打开的闭锁机构A1至AC-和热泵支路5.1中以实施空气-热泵过程。
另一可能性在于，将待通过再加热-支路5.2执行的第三加热运行同时既与水-热泵过程也与空气-热泵过程进行组合。为此，从加热冷凝器8或热气散热器8经由其制冷剂出口KA流出的制冷剂被分成三个部分流。第一部分流被引导至再加热-支路5.2中以实施加热运行，第二部分流被引导经过打开的闭锁机构A1至制冷器支路3.1中以实施水-热泵过程，以及第三部分流被引导经过打开的闭锁机构A1至AC-和热泵支路5.1中以实施空气-热泵过程。
另一种组合可能性在于，将各个加热运行彼此组合。
因此，可以同时执行待通过再加热-支路5.2执行的第三加热运行和待借助于AC-和热泵支路5.1执行的第四加热运行，其中在关闭阻气门-或百叶窗装置5.5的情况下可执行第四加热运行。
另一种可能性在于，同时执行待借助于再加热-支路5.2执行的第三加热运行以及待借助于制冷器支路3.1执行的第一加热运行。
此外，可以将待借助于制冷器支路3.1进行的第一加热运行与待借助于AC-和热泵支路进行的第四加热运行组合在一起，其中将要在关闭阻气门-或百叶窗装置5.5的情况下进行第四加热运行。
此外，作为加热运行的这两个直接三角过程也可以同时进行，即借助于加热支路8.2的加热运行(第二加热运行)和借助于再加热-支路5.2的加热运行(第三加热运行)。
借助于加热支路8.2进行的第二加热运行和借助于AC-和热泵支路5.1进行的第四加热运行也可以同时进行，其中将要在关闭阻气门-或百叶窗5.5布置的情况下进行第四加热运行。
最后，待借助于加热支路8.2执行的第二加热运行可以与待借助于制冷器支路3.1进行的第一加热运行组合。
由此得出四个加热运行的六种不同的两两组合。
另一个有利的组合可能性在于，把待借助于再加热-支路5.2进行的第三加热运行，待借助于AC-和热泵支路5.1执行的第四加热运行(当关闭阻气门-或百叶窗装置5.5时)以及在制冷器3不起作用时待借助于制冷器支路3.1进行的第一加热运行组合起来。由此执行了三种不同的加热运行。除了这三个同时进行的加热运行之外，还可以将待借助于加热支路8.2进行的第二加热运行进行组合，从而所描述的所有四个加热运行作为四者组合同时执行。
四个加热运行中的进一步的三者组合包括：第一加热运行、第二加热运行和第三加热运行的组合；第二加热运行、第三加热运行和第四加热运行的另一个组合；以及最后是第一加热运行、第二加热运行和第四加热运行的最后一种组合。因此，总共存在四个加热运行的四种三者组合。
另一可能性在于，将至少两个加热运行与待借助于外部热交换器5进行的空气-热泵过程和/或待借助于制冷器3进行的水-热泵过程结合起来。
因此，可以将第一和第三加热运行与空气-热泵过程相结合，将第一和第二加热运行与空气-热泵过程相结合，以及最后将第三和第四加热运行与空气-热泵过程相结合。
水-热泵过程可以或者与第三和第四加热运行，第二和第四加热运行或者与第二和第三加热运行组合。
最后，加热运行的三者组合可以与空气-热泵过程或水-热泵过程组合。
因此，可以将第一、第二和第三加热运行与空气-热泵过程组合，或者可以将第二、第三和第四加热运行与水-热泵过程组合。
在这些列出的加热运行的组合中，或者加热运行与间接三角过程与实际热泵过程中用于传热的(仍)非活动的组件—即与待借助于制冷器支路3.1执行的第二加热运行和/或待借助于AC-和热泵支路5.1执行的第四加热运行—的组合中，可以直接从加热运行转入热泵过程中，也就是说，转入水-热泵过程和/或空气-热泵过程。
制冷设备10也可以构造成具有制冷剂回路1，其中节点K1迁移到闭锁机构A3和加热冷凝器8或热气散热器8之间的加热支路8.1的节点K1*中，以及加热-膨胀机构AE5由闭锁机构A5代替。因此，在该变型中，在节点K1*和节点K2之间形成的该抽吸支路5.4仅在执行AC运行时用于从加热支路8.1中抽出制冷剂。即使在这种制冷剂回路1中，也可以执行上述加热运行，即第一，第三和第四加热运行以及与空气-和水-热泵过程的上述组合。
下面描述由制冷设备10执行的再加热运行，该再加热运行既可以根据图1利用具有加热支路8.2的制冷剂回路1执行，也可以根据图1利用具有抽吸支路5.4的制冷剂回路1执行。
在再加热-运行中，首先利用蒸发器2对送入车辆内室的供应空气流L进行冷却，并同时进行除湿，以便随后利用从供应空气流L中提取的热量以及利用通过制冷剂压缩机4输入到制冷剂的热量借助于加热冷凝器8或热气散热器8至少部分地再次加热供应空气流L。
基于热平衡，通过不同的方式进行制冷剂回路1.1的再加热运行。
因此，在制冷剂回路1中加热功率足够的情况下，通过加热冷凝器8或热气散热器8在下游侧借助于打开的闭锁机构A1经由蒸发器-膨胀机构AE2与蒸发器2流体连接，来使得制冷剂仅流经蒸发器2，其中制冷器-膨胀机构AE1被截止。制冷剂从蒸发器2经由止回阀R1、储存器7和内部热交换器6再次回流到制冷剂压缩机4，其中在蒸发器2中被吸收的热量与经由制冷剂压缩机4进入的热流一起经过加热冷凝器8或热气散热器8再次被释放到被引入到车辆内室的供应空气流L中。膨胀机构AE1，AE3和AE4在此完全关闭。
当制冷剂回路1.1中缺乏热量时，为了吸收热量，则除了蒸发器2之外，还通过打开制冷器-膨胀机构AE1并联连接制冷器3和/或通过打开热泵-膨胀机构AE3并联连接外部热交换器5。
当在再加热-运行中热量过剩时，除了把热量通过加热冷凝器8或热气散热器8散发到乘客室的供应空气流L之外，在制冷剂经由蒸发器2再次回流到制冷剂压缩机4之前，还通过外部热交换器5把热量散发到车辆的环境中。为此，借助于再加热-支路5.2的再加热-膨胀机构AE4在高于蒸发压力的中间压力下使制冷剂膨胀以用于冷凝，以及随后借助于蒸发器-膨胀机构AE2膨胀成低压到蒸发器2中。
为了完整起见，还说明根据图1的制冷设备10的制冷剂回路1的AC运行。
在AC运行中，加热支路8.1被闭锁机构A3截断，从而热的制冷剂(例如R744)不会流经热气散热器冷凝器8或热气散热器8。为了从非活动的加热支路8.1回收制冷剂，打开加热-支路8.2的加热-膨胀机构AE5或抽吸支路5.4的闭锁机构A5，且制冷剂可以在闭锁机构A2闭合的同时沿储存器7的方向流动经过加热-膨胀机构AE5或经过闭锁机构A5和止回阀R2。
在制冷剂回路1的AC运行中，在高压下被压缩的制冷剂在闭锁机构A4打开时从制冷剂压缩机4开始流入外部热交换器5，内部热交换器6的高压部段，经过完全打开的热泵-膨胀机构AE3以及第一节点K4流入蒸发器支路2.1和/或制冷器支路3.1。制冷剂从制冷器支路3.1经由储存器7和内部热交换器6的低压部段流回制冷剂压缩机4，而制冷剂可以从蒸发器支路2.1流经止回阀R1，并随后又经过储存器7和内部热交换器6的低压部段同样回流到制冷剂压缩机4。
附图标记列表
1 制冷设备10的制冷剂回路
1.1 空调器
2 蒸发器
2.1 内室蒸发器支路
3 制冷器
3.0 制冷器3的冷却剂回路
3.1 制冷器支路
4 制冷剂压缩机
5 外部热交换器
5.1 AC-和热泵支路
5.2 再加热-支路
5.3 热泵回流支路
5.4 抽吸支路
5.5 外部热交换器5的阻气门-和百叶窗装置
6 内部热交换器
7 储存器
8 加热冷凝器或热气散热器
8.1 加热支路
8.2 加热支路
9 电加热元件
10 制冷设备
A1 闭锁机构
A2 闭锁机构
A3 闭锁机构
A4 闭锁机构
A5 闭锁机构
K1 支路点
K1* 支路点
K2 支路点
K3 支路点
K4 支路点
K5 支路点
AE1 制冷器-膨胀机构
AE2 蒸发器-膨胀机构
AE3 热泵-膨胀机构
AE4 再加热-膨胀机构
AE5 加热-膨胀机构
L 供应空气流
L1 气流
pT1 第一压力-温度传感器
pT2 第二压力温度传感器
pT3 第三压力温度传感器
pT4 第四压力温度传感器
pT5 第五压力温度传感器
R1 止回阀
R2 止回阀

Claims (5)

1.一种用于运行车辆的制冷设备(10)的方法，该制冷设备带有具有热泵功能的制冷剂回路(1)，所述制冷剂回路具有以下组件：
-具有高压出口和入口侧的制冷剂压缩机(4)，
-带有外部热交换器(5)和热泵-膨胀机构(AE3)的AC-和热泵支路(5.1)，其中，该外部热交换器要么能够作为冷凝器或气体冷却器运行，要么能够作为热泵-蒸发器运行，该热泵-膨胀机构能用于热泵功能，其中，AC-和热泵支路(5.1)能连接至制冷剂压缩机(4)的高压出口，
-带有加热冷凝器(8)或热气散热器(8)的加热支路(8.1)，其中加热冷凝器或热气散热器直接或间接地加热用于车辆内室的供应空气流(L)，其中为了实施热泵过程，该加热支路(8.1)在上游能连接至制冷剂压缩机(4)的高压出口以及在下游能连接至AC-和热泵支路(5.1)，
-具有蒸发器(2)和蒸发器-膨胀机构(AE2)的蒸发器支路(2.1)，其中，该蒸发器支路在低压侧能连接至制冷剂压缩机(4)的入口侧，而在高压侧能连接至AC-和热泵支路(5.1)，以及
-具有闭锁机构(A2)的热泵回流支路(5.3)，该热泵回流支路在上游能连接到外部热交换器(5)，以及在下游连接到制冷剂压缩机(4)的入口侧，
其中，为了实施加热运行
-制冷剂压缩机(4)的高压出口连接到加热支路(8.1)，以及
加热冷凝器(8)或热气散热器的制冷剂出口(KA)借助于包括加热-膨胀机构(AE5)的加热支路(8.2)直接连接到热泵回流支路(5.3)，其中，利用加热-膨胀机构(AE5)使制冷剂膨胀成低压；
和/或
加热冷凝器(8)或热气散热器的制冷剂出口(KA)借助于具有再加热-膨胀机构(AE4)的再加热-支路(5.2)直接连接至热泵回流支路(5.3)，其中，借助于再加热-膨胀机构(AE4)作为加热-膨胀机构使制冷剂膨胀成低压。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了实施加热运行，加热冷凝器(8)或热气散热器(8)的制冷剂出口(KA)与具有制冷器(3)和制冷器-膨胀机构(AE1)的制冷器支路(3.1)连接，其中，利用制冷器-膨胀机构(AE1)作为附加-膨胀机构使制冷剂膨胀成低压。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了实施加热运行，执行以下方法步骤：
-将AC-和热泵支路(5.1)在上游连接到加热冷凝器(8)或热气散热器(8)的制冷剂出口(KA)，以及在下游连接到热泵回流支路(5.3)，以及
-关闭分配给外部热交换器(5)的阻气门-或百叶窗装置(5.5)，从而阻止气流(L)流过外部热交换器(5)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于具有制冷器(3)和制冷器-膨胀机构(AE1)的制冷器支路(3.1)实施水-热泵过程。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于AC-和热泵支路(5.1)实施空气-热泵过程。
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