DE10141389A1 - Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges mit einem Kühlmittel/Kältemittelwärmeübertrager - Google Patents
Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges mit einem Kühlmittel/KältemittelwärmeübertragerInfo
- Publication number
- DE10141389A1 DE10141389A1 DE10141389A DE10141389A DE10141389A1 DE 10141389 A1 DE10141389 A1 DE 10141389A1 DE 10141389 A DE10141389 A DE 10141389A DE 10141389 A DE10141389 A DE 10141389A DE 10141389 A1 DE10141389 A1 DE 10141389A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat exchanger
- glycol
- circuit
- refrigerant
- coolant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
- B60H1/00907—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant changes and an evaporator becomes condenser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
- F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P9/00—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00
- F01P9/06—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00 by use of refrigerating apparatus, e.g. of compressor or absorber type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H2001/00957—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising locations with heat exchange within the refrigerant circuit itself, e.g. cross-, counter-, or parallel heat exchange
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
- F01P2003/182—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers with multiple heat-exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2025/00—Measuring
- F01P2025/08—Temperature
- F01P2025/50—Temperature using two or more temperature sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2050/00—Applications
- F01P2050/02—Marine engines
- F01P2050/06—Marine engines using liquid-to-liquid heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
- F01P2060/08—Cabin heater
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2070/00—Details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2501—Bypass valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen modifizierten Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges mit einem Kühlmittel/Kältemittelwärmeüberfrager für die thermische Kopplung einer Kälteanlage/Wärmepumpe mit dem Kühlmittelkreislauf, insbesondere einem Glykolkreislauf, wobei der Glykolkreislauf an die Anforderungen einer Wärmepumpe zum Beheizen des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges mit einem Glykol/Wasser-Gemisch als Wärmeträger angepasst ist.
- Kälteanlagen und Wärmepumpen dienen der Kühlung oder Heizung von Nutzräumen. Die jahreszeitlich verursachten wechselnden klimatischen Bedingungen erfordern häufig ein Heizsystem im Winter und in der Übergangszeit und ein Kühlsystem im Sommer.
- Im Stand der Technik sind, über die monofunktionelle Nutzung von Kälteanlagen oder Wärmepumpen hinaus, Kombinationen von diesen bekannt. Beispielsweise für die alternative Heizung oder Kühlung von Nutzräumen, wie Wohn- oder Büroräumen, als auch von Lagerräumen oder für die Kühlung und Heizung der Fahrgastzellen von Kraftfahrzeugen.
- Letzterer Anwendungsfall verdeutlicht sehr gut die Möglichkeit der Kombination und der gegenseitigen Ergänzung von Kälteanlagen und Wärmepumpen.
- Zukünftige Kraftfahrzeugmotoren stellen zwar noch genügend Wärme zur Beheizung der Fahrgastzelle zur Verfügung, jedoch nicht auf dem benötigten Temperaturniveau. Deshalb wurden beispielsweise in einigen Dieselfahrzeugen Zusatzheizsysteme mit Glühkerzen, Widerstandsheizung oder brennstoffbetriebene Brenner vorgesehen.
- Dies hängt damit zusammen, dass moderne Verbrennungs- oder Elektromotoren immer weniger Abwärme auf einem zu geringen Temperaturniveau für die Beheizung des Fahrgastraumes zur Verfügung stellen. Insbesondere im Winter stellt die Kaltstartphase in diesem Zusammenhang ein Problem dar.
- Zunehmend werden Kraftfahrzeuge für die Kühlung des Fahrgastraumes im Sommer mit einer Kälteanlage zur Klimatisierung ausgestattet.
- Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Heizsituation in Kraftfahrzeugen besteht darin, die vorhandene Kälteanlage im Winter als Wärmepumpe zu verwenden.
- Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kälteanlagen und Wärmepumpen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen zu kombinieren. Zum einen wird als Wärmequelle die Umgebungswärme verwendet, und zum anderen wird die Motorabwärme geringerer Temperatur im Bedarfsfalle mittels einer Wärmepumpe auf ein höheres Heiztemperaturniveau gebracht.
- Bei der Verwendung einer kombinierten Kälteanlage/Wärmepumpe muss der Kühlmittelkreislauf als Wärmequelle der Wärmepumpe, häufig mit Glykol als Wärmeträger, an diese neuen Anforderungen angepasst werden.
- Nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 wird der Kühlmittelkreislauf in einen kleinen Kreislauf 1 und einen großen Kreislauf 2 aufgeteilt. Das von einer Pumpe 7 bewegte Glykol/Wasser-Gemisch kühlt unter Wärmeaufnahme den Motor 16 und strömt dabei ständig im kleinen Kreislauf 1, in welchem sich der Heizungswärmeübertrager 3 des Fahrzeugs befindet und die Beheizung des Fahrzeuginnenraumes ermöglicht. Erst wenn die Temperatur einen Grenzwert überschreitet, öffnet sich das Thermostatventil 4. Das Glykol strömt jetzt zusätzlich durch den großen Kreislauf 2. Im Kühler 5 gibt das Glykol Motorabwärme an die Umgebung ab.
- Daneben ist der Kältemittelkreislauf, welcher bevorzugt mit Kohlendioxid als Kältemittel betrieben wird, nach dem Stand der Technik derart ausgeführt, dass sowohl der Kälteanlagenbetrieb als auch der Wärmepumpenbetrieb möglich ist.
- Der Kältemittelkreislauf und der Kühlmittelkreislauf weisen jeweils eine Reihe von Komponenten auf. Aufgrund des geringen Platzangebotes werden an die manuelle oder auch automatisierte Montage der Komponenten hohe Anforderungen an die Präzision und die Qualität gestellt, da Leckagen in den Systemen zur Funktionsunfähigkeit derselben führen.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlmittelkreislauf und die Mittel zur Wärmeübertragung auf einen Kältemittelkreislauf platzsparend und wartungs- sowie montagefreundlich auszubilden, wobei der Kühlmittelkreislauf als Wärmequelle für eine Wärmepumpe zur Fahrzeuginnenraumbeheizung an diese Aufgabe angepasst ist.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges mit einem Kühlmittel/Kältemittelwärmeübertrager für die thermische Kopplung einer Kälteanlage/Wärmepumpe mit dem Kühlmittelkreislauf ausgestattet wird. Bei dem Kühlmittelkreislauf handelt es sich insbesondere um einen Glykolkreislauf, wobei der Glykolkreislauf erfindungsgemäß an die Anforderungen einer Wärmepumpe zum Beheizen des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges mit einem Glykol/Wasser-Gemisch als Wärmeträger angepasst ist und dass dazu der Glykolkreislauf über den Glykol/Kältemittelwärmeübertrager mit dem Kältemittelkreislauf der Kälteanlage/Wärmepumpe thermisch gekoppelt ist und dass der Glykol/Kältemittelwärmeübertrager mit dem Außenwärmeübertrager dem Kühler und dem Akkumulator/Sammler und innerem Wärmeübertrager ein platzsparendes, montage- und wartungsfreundliches Wärmeübertragermodul mit integrierten Verbindungsleitungen für die Wärmeübertragung vom Glykolkreislauf auf den Kältemittelkreislauf bildet.
- Dabei werden bevorzugt in das Wärmeübertragermodul auch ein Hochdruckumschaltventil und ein Niederdruckumschaltventil des Kältemittelkreislaufes integriert.
- Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kühlmittelkreislaufes und des Kältemittelkreislaufes werden Verbindungsstellen reduziert und das Wärmeübertragermodul kann vom Fahrzeugteilezulieferer mit spezieller Montagetechnik vormontiert werden. Dadurch reduziert sich der Aufwand beim Fahrzeughersteller erheblich, was zu Kosteneinsparungen und Qualitätserhöhungen führt.
- Zudem steigt durch die erfindungsgemäße Kopplung des Kühlmittel- und Kältemittelkreislaufes und der Nutzung der Wärmepumpe der Fahrkomfort, besonders im Winter, da die gewünschte Fahrzeuginnenraumtemperatur schneller erreicht werden kann.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen
- Fig. 2 gekoppelter Kältemittel- und Kühlmittelkreislauf für den Wärmepumpeneinsatz,
- Fig. 3 Glykolkreislaufschaltung mit Bypass für den Glykol/Kältemittelwärmeübertrager und geregeltem Heizungswärmeübertrager,
- Fig. 4 Glykolkreislaufschaltung mit geregeltem Glykol/Kältemittelwärmeübertrager und geregeltem Heizungswärmeübertrager,
- Fig. 5 Wärmeübertragermodul schematisch, Vorderansicht,
- Fig. 6 Wärmeübertragermodul schematisch, Draufsicht.
- In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Glykolkreislaufes dargestellt. Der Glykolkreislauf 1, 2 wird über den Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6 thermisch mit dem Kältemittelkreislauf 23 gekoppelt.
- Der Kältemittelkreislauf ist derart ausgestattet, dass sowohl der Kälteanlagenbetrieb für die Kühlung und Klimatisierung des Fahrzeuginnenraumes als auch der Wärmepumpenbetrieb für die Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges ermöglicht wird.
- Im Kälteanlagenbetrieb wird das Kältemittel im Verdichter 9 verdichtet. Über das Hochdruckumschaltventil 17 gelangt das verdichtete Kältemittel in den Außenwärmeübertrager 22, wo das Kältemittel seine Energie an die Umgebung abgibt. Das abgekühlte und zumindest teilweise kondensierte Kältemittel gelangt über den inneren Wärmeübertrager 20, der auch als Akkumulator/Sammler ausgebildet ist, zum Entspannungsorgan 19. Dort erfolgt die Entspannung des Kältemittels auf das Verdampfungsdruckniveau. Im Innenwärmeübertrager 18, der im Kälteanlagenbetrieb als Verdampfer arbeitet, verdampf das Kältemittel unter Wärmeaufnahme aus dem Fahrzeuginnenraum. Der Kältemitteldampf gelangt über das Niederdruckumschaltventil 21 und die Niederdruckseite des inneren Wärmeübertragers 20 zum Verdichter 9, wo sich der Kreislauf für den Kälteanlagenbetrieb schließt.
- Im Wärmepumpenbetrieb wird das Kältemittel zunächst im Verdichter 9 verdichtet, gelangt über das Hochdruckumschaltventil 17 zum Innenwärmeübertrager 18, der im Wärmepumpenbetrieb als Kondensator arbeitet und die Kondensationswärme an den Fahrzeuginnenraum zur Heizung abgibt. Anschließend durchströmt das Kältemittel in der zum Kälteanlagenbetrieb entgegengesetzten Richtung das Entspannungsorgan 19 sowie den inneren Wärmeübertrager 20 und gelangt schließlich zum Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6, welcher den Kältemittelkreislauf mit dem Kühlmittelkreislauf thermisch koppelt. Dort nimmt das flüssige Kältemittel Wärme vom Kühlmittelkreislauf unter Verdampfung auf, der Kältemitteldampf gelangt anschließend über das Niederdruckumschaltventil 21 und die Niederdruckseite des inneren Wärmeübertragers 20 zum Verdichter 9.
- Im Kälteanlagenbetrieb wird der Außenwärmeübertrager 22 durchströmt, und im Wärmepumpenbetrieb wird der Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6 durchströmt. Alle anderen Komponenten werden sowohl für den Kälteanlagenbetrieb als auch den Wärmepumpenbetrieb benötigt und dabei teilweise in entgegengesetzter Richtung durchströmt.
- Bei der Nutzung der Motorabwärme als Wärmequelle gemäß Fig. 2 wird diese über den Kühlmittelkreislauf der Wärmepumpe zugeführt. Dazu wird in den kleinen Kreislauf 1 des Glykolkreislaufes parallel zum Heizungswärmeübertrager 3 zusätzlich der Glykol/Kältemittel-Wärmeübertrager 6 geschaltet.
- Im Kühlmittelkreislauf wird das Glykol-Wasser-Gemisch über eine Pumpe 7 bewegt. Es durchströmt das Kühlsystem des Motors 16 und nimmt Motorabwärme auf. Im Thermostatventil 4 wird das Kühlmittel in den kleinen Kreislauf 1 und/oder den großen Kreislauf 2 geleitet. Im kleinen Kreislauf 1 nimmt das Kühlmittel weiter seinen Weg zum Mehrwegeventil 8. Dort wird der Kühlmittelstrom parallel aufgeteilt, in einen Strom durch den Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6 und einen Strom durch den Heizungswärmeübertrager 3. Das Mehrwegeventil ist dabei so ausgebildet, dass es sowohl eine parallele Durchströmung des Heizungswärmeübertragers 3 und des Glykol/Kältemittelwärmeübertragers 6 als auch die einzelne alternative Durchströmung der einzelnen Wärmeübertrager gestattet. Der Kühlmittelmassestrom wird dann von der Pumpe 7 wieder durch den Motor 16 zur Wärmeaufnahme der Motorabwärme geführt und der Kreislauf damit geschlossen. Wenn die Anforderung an die Heizung des Kraftfahrzeuginnenraumes geringer werden, wird in dem Maße, wie im Fahrzeuginnenraum weniger Wärme benötigt wird, das Thermostatventil 4 den großen Kreislauf 2 mit Kühlmittel bedienen und die Motorabwärme wird im Kühler 5 an die Umgebung abgeben.
- Je nach Betriebszyklus müssen vom Kühlmittelkreislauf und vom Kältemittelkreislauf verschiedene Schaltungsvarianten ermöglicht werden.
- 1. Klimaanlagenbetrieb,
- 2. Reheat- bzw. Heizbetrieb,
- 3. Aufwärmbetrieb: Wärmepumpenbetrieb mit Glykol als Wärmequelle (ohne Heizungswärmeübertrager),
- 4. Stationärer Betrieb: Heizungswärmeübertragerbetrieb, nach dem Erreichen der notwendigen Temperatur des Glykols zum Beheizen des Innenraumes wird die Wärmepumpe abgeschaltet,
- 5. Sicherheitsfunktion: Bei einer ungewollten Speicherung von Kältemittel im Kältemittel/Glykol-Wärmeübertrager (wenn dieser z. B. im Kälteanlagenbetrieb nicht am Kreislauf aktiv teilnimmt) wird dieser mit "warmem" Glykol durchströmt und das Kältemittel "ausgetrieben".
- Für diese Anforderungen ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Mehrwegeventil 8 im Kühlmittelkreislauf vorgesehen, welches erfindungsgemäß als Thermostat- bzw. elektronisches Ventil gemäß Fig. 2 ausgebildet ist.
- Vorteilhaft wird dieses Mehrwegeventil 8 als elektrische Regeleinheit ausgeführt, so dass es gleichzeitig auch für die Massenstromregelung und somit für die Temperaturregelung des Heizungswärmeübertragers 3 einsetzbar ist. Von Vorteil ist weiterhin, dass dadurch deutlich Volumen im Fahrzeuginnenraum durch den Entfall der sonst notwendigen Temperaturklappe im Klimakasten gewonnen wird.
- Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die elektrische Reglereinheit erfindungsgemäß so ausgeführt, dass mit einem Mehrstromwasserventil 10 gemäß Fig. 3 der Heizungswärmeübertragermassenstrom geregelt wird, wobei über den Glykol/Kältemittel- Wärmeübertrager 6 ein Bypassstrom geführt wird.
- Vorteilhaft wird gemäß Fig. 4 das Zweistromwasserventil 10 eingesetzt, wenn die Kühlmittelmassenströme über beide Wärmeübertrager geregelt werden sollen oder wenn es mehrere Heizungswärmeübertrager 3 oder Wärmeübertragerzonen gibt, die unterschiedlich temperiert werden sollen. Auch Mehrstromventile können dafür zum Einsatz kommen.
- Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der Wärmepumpe wird die Fläche des bisherigen Heizungswärmeübertragers 3 um bis zu 30% reduziert, da die Spitzenlasten, die bislang als Auslegungskriterien herangezogen worden sind, in diesem Fall durch die Heizung mit dem Kondensator der Wärmepumpe abgedeckt werden.
- Die erfindungsgemäße platzsparende konstruktive Ausgestaltung und Anordnung von Wärmeübertragern und Ventilen wird in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt.
- Nach der Lehre der Erfindung wird der Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6 für die thermische Kopplung der Kälteanlage/Wärmepumpe mit dem Glykolkreislauf mit dem Außenwärmeübertrager 22 dem Kühler 5 und dem Akkumulator/Sammler und innerem Wärmeübertrager 20 zu einem platzsparenden, montage- und wartungsfreundlichen Wärmeübertragermodul 28 kombiniert, welches integrierte Verbindungsleitungen zwischen den Komponenten des Modules enthält.
- Die bauliche Integration von Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6, Außenwärmeübertrager 22 und Kühler 5 spart Verbindungsstellen und ermöglicht eine kompakte Bauweise mit geringeren Leckagen.
- Besonders vorteilhaft wird in das Wärmeübertragermodul 28 das Hochdruckumschaltventil 17 und das Niederdruckumschaltventil 21 des Kältemittelkreislaufes 23 integriert.
- Dadurch ist es möglich, dass das Wärmeübertragermodul 28 nur vier Kältemittelanschlüsse für die Montage des Moduls nach außen aufweist. Einen Anschluss für die Verbindung des Wärmeübertragermoduls 28 mit der Saugseite des Verdichters 24, einen Anschluss für die Verbindung mit der Druckseite des Verdichters 25, einen Anschluss für die Verbindung mit dem Entspannungsorgan 26 und einen weiteren für die Verbindung mit dem Innenwärmeübertrager 27, wie aus den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist. Das Wärmeübertragermodul 28 weist darüber hinaus und nicht dargestellt noch vier Kühlmittelanschlüsse für die Verbindung mit dem Kühler 5 und dem Glykol/Kältemittelwärmeübertragers 6 auf.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Verbindungsleitung von dem Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6 und dem Niederdruckumschaltventil 21 innerhalb des Akkumulator/Sammler und inneren Wärmeübertragers 20 verlegt, wodurch wiederum eine Verbindungsstelle für die Montage wegfällt, da die Verbindung der Leitung mit dem Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6 und dem Niederdruckumschaltventil 21 in die Vormontage integriert wird.
- Der Glykol/Kältemittelwärmeübertrager 6 wird erfindungsgemäß so ausgelegt, dass während der Startphase des Motors 16 im Winterbetrieb nur ein Teil der Abwärme aus dem Glykolkreislauf entzogen wird. Dies ist notwendig, da der Motor 16 bei sehr tiefen Temperaturen sehr unwirtschaftlich in Bezug auf Wirkungsgrad und Schadstoffausstoß arbeitet. Deshalb kann in erster Näherung nur die Wärme dem Kreislauf entzogen werden, die zusätzlich durch den Betrieb des Verdichters 9 auftritt. Der Wert kann durch die Auslegung des Gesamtsystems dabei in einem Bereich von +/- 50% liegen. Bei höheren Temperaturen des Glykols im warmgelaufenen Zustand des Motors 16 wird diese Randbedingung überfällig.
- Als Kältemittel im Sinne des Oberbegriffs der Erfindung sind insbesondere Kohlendioxid (R744), Tetrafluorethan (R134a) und Propan (R290) anzusehen. LISTE DER BEZUGSZEICHEN 1 kleiner Glykolkreislauf
2 großer Glykolkreislauf
3 Heizungswärmeübertrager
4 Thermostatventil
5 Kühler
6 Glykol/Kältemittelwärmeübertrager
7 Pumpe
8 Ventil
9 Verdichter
10 Zweistromwasserventil
11 Reglereinheit
12 Bypass
13 Glykolströmungsrichtung
14 Kältemittelströmungsrichtung
15 Gaskühler (Kondensator im Kälteanlagenbetrieb)
16 Motor
17 Hochdruckumschaltventil
18 Innenwärmeübertrager (Kondensator im Wärmepumpenbetrieb) - Verdampfer im Kälteanlagenbetrieb
19 Entspannungsorgan
20 Akkumulator/Sammler und innerer Wärmeübertrager
21 Niederdruckumschaltventil
22 Außenwärmeübertrager
23 Kältemittelkreislauf
24 Anschluss Saugseite Verdichter
25 Anschluss Druckseite Verdichter
26 Anschluss Entspannungsorgan
27 Anschluss vom Innenwärmeübertrager
28 Wärmeübertragermodul
Claims (7)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10141389A DE10141389B4 (de) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | Kombinationswärmeübertrager für den Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges |
GB0216033A GB2379972B (en) | 2001-08-20 | 2002-07-11 | Coolant circuit of a motor vehicle with a coolant/refrigerant heat exchanger |
US10/223,268 US6722147B2 (en) | 2001-08-20 | 2002-08-19 | Coolant circuit of a motor vehicle having a coolant/refrigerant heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10141389A DE10141389B4 (de) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | Kombinationswärmeübertrager für den Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10141389A1 true DE10141389A1 (de) | 2003-03-13 |
DE10141389B4 DE10141389B4 (de) | 2005-09-22 |
Family
ID=7696397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10141389A Expired - Lifetime DE10141389B4 (de) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | Kombinationswärmeübertrager für den Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6722147B2 (de) |
DE (1) | DE10141389B4 (de) |
GB (1) | GB2379972B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012109038A1 (de) | 2011-12-19 | 2013-06-20 | Visteon Global Technologies Inc. | Vorrichtung zur Wärmeübertragung in einem Kältemittelkreislauf |
WO2014175589A1 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Halla Visteon Climate Control Corp. | Heat pump system for vehicle |
US9630474B2 (en) | 2013-10-29 | 2017-04-25 | Denso International America, Inc. | Thermostatic controlled heat pump water circuit |
CN113720038A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-30 | 浙江春晖智能控制股份有限公司 | 一种集中热源冷源下的分布式冷暖热三联供水控中心 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6973799B2 (en) * | 2002-08-27 | 2005-12-13 | Whirlpool Corporation | Distributed refrigeration system for a vehicle |
DE10258618B3 (de) * | 2002-12-16 | 2004-06-24 | Daimlerchrysler Ag | Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
US7874166B2 (en) * | 2006-02-14 | 2011-01-25 | Allen-Vanguard Technologies Inc. | Cooling and climate conditioning system for a vehicle |
US8161760B2 (en) * | 2006-12-28 | 2012-04-24 | Whirlpool Corporation | Utilities grid for distributed refrigeration system |
EP1990221B1 (de) * | 2007-05-10 | 2009-07-15 | C.R.F. Società Consortile Per Azioni | Klimaanlagensystem für ein Kraftfahrzeug und mit dem System ausgestattetes Kraftfahrzeug |
JP2010260449A (ja) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Nippon Soken Inc | 車両用空調装置 |
ATE556887T1 (de) * | 2010-02-12 | 2012-05-15 | Fiat Ricerche | Kraftfahrzeug mit einem hilfskühlsystem mit einem oder mehreren durch fahrzeugkarosseriekomponenten gebildeten kühlern |
KR101294164B1 (ko) * | 2011-07-27 | 2013-08-09 | 현대자동차주식회사 | 전기자동차의 폐열관리시스템 및 관리방법 |
FR2987671B1 (fr) * | 2012-03-05 | 2014-04-18 | Renault Sa | Procede de gestion d'un dispositif thermodynamique pour vehicule automobile, systeme, programme, support d'enregistrement et vehicule associe |
DE102012023823A1 (de) | 2012-12-05 | 2014-06-05 | Daimler Ag | Fahrzeugklimatisierungsanlage |
US10131205B2 (en) * | 2013-08-26 | 2018-11-20 | Ford Global Technologies, Llc | Climate control system |
US9989296B2 (en) | 2014-04-23 | 2018-06-05 | Seann Pavlik | System for regulating temperature of water within a food, ice, beverage cooler, or the like |
US9863671B2 (en) | 2014-07-29 | 2018-01-09 | Ford Global Technologies, Llc | Heat pump assisted engine cooling for electrified vehicles |
EP2998536B1 (de) * | 2014-09-18 | 2020-03-04 | Volvo Car Corporation | Anordnung und verfahren zur regelung eines motorkühlsystems |
WO2016069455A1 (en) * | 2014-10-27 | 2016-05-06 | Cummins, Inc. | System and method of low grade heat utilization for a waste heat recovery system |
US10267546B2 (en) | 2015-09-04 | 2019-04-23 | Ford Global Technologies Llc | Vehicle HVAC system with combination heat exchanger for heating and cooling vehicle interior |
JP6663676B2 (ja) * | 2015-10-02 | 2020-03-13 | 株式会社デンソー | 車両用熱管理装置 |
CN108224833A (zh) | 2016-12-21 | 2018-06-29 | 开利公司 | 喷射器制冷***及其控制方法 |
CN109974318B (zh) * | 2017-12-27 | 2021-03-12 | 杭州三花研究院有限公司 | 一种热管理*** |
CN111520932B8 (zh) | 2019-02-02 | 2023-07-04 | 开利公司 | 热回收增强制冷*** |
CN111520928B (zh) | 2019-02-02 | 2023-10-24 | 开利公司 | 增强热驱动的喷射器循环 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3820811A1 (de) * | 1988-06-20 | 1989-12-21 | Toyota Motor Co Ltd | Fahrzeug-klimaanlage |
DE3834387A1 (de) * | 1988-10-10 | 1990-04-12 | Happel Gmbh & Co | Einrichtung zum heizen und kuehlen des innenraumes von kraftfahrzeugen, insbesondere von bussen |
DE19806654A1 (de) * | 1998-02-18 | 1999-08-19 | Obrist Engineering Gmbh | Klimaanlage für Fahrzeuge |
DE19818649A1 (de) * | 1998-04-25 | 1999-10-28 | Behr Gmbh & Co | Fahrzeugklimaanlage und deren Verwendung |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3834451A (en) * | 1973-04-13 | 1974-09-10 | Gen Motors Corp | Air conditioning system with multiple function heat exchanger |
US5265437A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-30 | Modine Manufacturing Co. | Automotive refrigeration system requiring minimal refrigerant |
US5289698A (en) * | 1992-09-14 | 1994-03-01 | General Motors Corporation | Modular nested vapor compression heat pump for automotive applications |
US5291960A (en) * | 1992-11-30 | 1994-03-08 | Ford Motor Company | Hybrid electric vehicle regenerative braking energy recovery system |
FR2755756B1 (fr) * | 1996-11-12 | 1999-01-15 | Valeo Climatisation | Composant modulaire pour circuit de fluide refrigerant, en particulier pour la climatisation de l'habitacle d'un vehicule automobile |
US6038877A (en) * | 1998-05-22 | 2000-03-21 | Bergstrom, Inc. | Modular low pressure delivery vehicle air conditioning system |
DE19838880C5 (de) * | 1998-08-27 | 2005-05-04 | Behr Gmbh & Co. Kg | Einrichtung zum Kühlen eines Innenraumes eines Kraftfahrzeugs |
DE19850829C1 (de) * | 1998-11-04 | 2000-03-16 | Valeo Klimasysteme Gmbh | Kühl-Heiz-Kreis für ein Fahrzeug |
FR2796336B1 (fr) * | 1999-07-12 | 2001-10-05 | Valeo Climatisation | Vehicule comprenant une installation de chauffage-climatisation |
EP1072453B1 (de) * | 1999-07-26 | 2006-11-15 | Denso Corporation | Vorrichtung mit einem Kältemittelkreislauf |
DE10113652A1 (de) * | 2001-03-21 | 2002-10-02 | Bosch Gmbh Robert | Wärmetauscher |
EP1249358B1 (de) * | 2001-04-14 | 2003-10-29 | Visteon Global Technologies, Inc. | Kombinierte Kälteanlage und Wärmepumpe, inbesondere für den Einsatz zur Heizung und Kühlung des Fahrgastraumes von Kraftfahrzeugen |
-
2001
- 2001-08-20 DE DE10141389A patent/DE10141389B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-07-11 GB GB0216033A patent/GB2379972B/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-08-19 US US10/223,268 patent/US6722147B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3820811A1 (de) * | 1988-06-20 | 1989-12-21 | Toyota Motor Co Ltd | Fahrzeug-klimaanlage |
DE3834387A1 (de) * | 1988-10-10 | 1990-04-12 | Happel Gmbh & Co | Einrichtung zum heizen und kuehlen des innenraumes von kraftfahrzeugen, insbesondere von bussen |
DE19806654A1 (de) * | 1998-02-18 | 1999-08-19 | Obrist Engineering Gmbh | Klimaanlage für Fahrzeuge |
DE19818649A1 (de) * | 1998-04-25 | 1999-10-28 | Behr Gmbh & Co | Fahrzeugklimaanlage und deren Verwendung |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012109038A1 (de) | 2011-12-19 | 2013-06-20 | Visteon Global Technologies Inc. | Vorrichtung zur Wärmeübertragung in einem Kältemittelkreislauf |
WO2014175589A1 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Halla Visteon Climate Control Corp. | Heat pump system for vehicle |
EP2900497A4 (de) * | 2013-04-23 | 2016-08-10 | Halla Visteon Climate Control | Wärmepumpensystem für ein fahrzeug |
US10076946B2 (en) | 2013-04-23 | 2018-09-18 | Hanon Systems | Heat pump system for vehicle |
US9630474B2 (en) | 2013-10-29 | 2017-04-25 | Denso International America, Inc. | Thermostatic controlled heat pump water circuit |
DE102014115530B4 (de) | 2013-10-29 | 2019-01-17 | Denso International America, Inc. | Verfahren zum Regulieren der Kühlmitteltemperatur eines HVAC-Wärmepumpen-Systemfelds |
DE102014115530B8 (de) * | 2013-10-29 | 2019-07-04 | Denso International America, Inc. | Verfahren zum Regulieren der Kühlmitteltemperatur eines HVAC-Wärmepumpen-Systemfelds |
CN113720038A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-30 | 浙江春晖智能控制股份有限公司 | 一种集中热源冷源下的分布式冷暖热三联供水控中心 |
CN113720038B (zh) * | 2021-08-24 | 2022-09-27 | 浙江春晖智能控制股份有限公司 | 一种集中热源冷源下的分布式冷暖热三联供水控中心 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20030046945A1 (en) | 2003-03-13 |
GB2379972B (en) | 2003-12-10 |
GB2379972A (en) | 2003-03-26 |
GB0216033D0 (en) | 2002-08-21 |
US6722147B2 (en) | 2004-04-20 |
DE10141389B4 (de) | 2005-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10141389B4 (de) | Kombinationswärmeübertrager für den Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges | |
EP3444542B1 (de) | Kreislaufsystem für ein fahrzeug und verfahren dazu | |
EP3697635B1 (de) | Verfahren zum betreiben eines kältemittelkreislaufs sowie fahrzeugkälteanlage | |
EP1397265B1 (de) | Klimaanlage | |
EP2519415B1 (de) | Klimatisierungssystem für ein fahrzeug sowie verfahren zum temperieren | |
DE102010042127B4 (de) | Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges | |
DE102006026359B4 (de) | Klimaanlage für Fahrzeuge | |
EP1319536B1 (de) | Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug | |
DE102005004397A1 (de) | Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug | |
DE10207128A1 (de) | Fahrzeugklimaanlage, insbesondere CO2-Klimaanlage | |
EP3702181B1 (de) | Wärmepumpe mit teillastregelung | |
EP1616087A1 (de) | Kreislaufanordnung zur kühlung von ladeluft und verfahren zum betreiben einer derartigen kreislaufanordnung | |
DE102004002715A1 (de) | Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug | |
DE10307039A1 (de) | Klimaanlage | |
DE102018114762B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges | |
DE19839002A1 (de) | Im Kältekreis integriertes Heizsystem | |
DE112021004718T5 (de) | Dampfeinspritzmodul und wärmepumpensystem mit diesem modul | |
DE10203772A1 (de) | Klimaanlage mit Heizfunktion und Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage mit Heizfunktion | |
DE102021104972A1 (de) | Heizungs- und Klimaanlage mit verschiedenen Temperaturniveaus für ein Fahrzeug und Verfahren dazu | |
EP1600314A1 (de) | Anordnung in einem Kältemittelkreislauf und Arbeitsverfahren | |
DE602005001770T2 (de) | Klimaanlage | |
DE10012197B4 (de) | Thermomanagement für ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlmittelkreislauf und einer Klimaanlage | |
DE102018212693A1 (de) | Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb und Brennkraftmaschine | |
DE102018212691A1 (de) | Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb und Brennkraftmaschine | |
DE10239877A1 (de) | Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem flüssigkeitsgekühlten Antriebsaggregat, insbesondere Brennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: SPERLING, FISCHER & HEYNER PATENTANWAELTE, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HALLA VISTEON CLIMATE CONTROL CORPORATION, KR Free format text: FORMER OWNER: VISTEON GLOBAL TECHNOLOGIES, INC., DEARBORN, US Effective date: 20130910 Owner name: HALLA VISTEON CLIMATE CONTROL CORPORATION, DAE, KR Free format text: FORMER OWNER: VISTEON GLOBAL TECHNOLOGIES, INC., DEARBORN, MICH., US Effective date: 20130910 Owner name: HALLA VISTEON CLIMATE CONTROL CORPORATION, KR Free format text: FORMER OWNER: VISTEON GLOBAL TECHNOLOGIES, INC., DEARBORN, MICH., US Effective date: 20130910 Owner name: HANON SYSTEMS, KR Free format text: FORMER OWNER: VISTEON GLOBAL TECHNOLOGIES, INC., DEARBORN, MICH., US Effective date: 20130910 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: SPERLING, FISCHER & HEYNER PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20130910 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HANON SYSTEMS, KR Free format text: FORMER OWNER: HALLA VISTEON CLIMATE CONTROL CORPORATION, DAEJEON-SI, KR |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: SPERLING, FISCHER & HEYNER PATENTANWAELTE, DE |
|
R071 | Expiry of right |