DE102018127108A1 - Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102018127108A1
DE102018127108A1 DE102018127108.5A DE102018127108A DE102018127108A1 DE 102018127108 A1 DE102018127108 A1 DE 102018127108A1 DE 102018127108 A DE102018127108 A DE 102018127108A DE 102018127108 A1 DE102018127108 A1 DE 102018127108A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
coolant
operated
circuit
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
Application number
DE102018127108.5A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102018127108B4 (de
Inventor
Navid Durrani
Toni Spies
Tobias Haas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hanon Systems Corp filed Critical Hanon Systems Corp
Priority to DE102018127108.5A priority Critical patent/DE102018127108B4/de
Priority to US16/665,211 priority patent/US11370271B2/en
Priority to KR1020190135857A priority patent/KR102266401B1/ko
Priority to CN201911044180.2A priority patent/CN111114244B/zh
Publication of DE102018127108A1 publication Critical patent/DE102018127108A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102018127108B4 publication Critical patent/DE102018127108B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3223—Cooling devices using compression characterised by the arrangement or type of the compressor
    • 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
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • 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
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32281—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising a single secondary circuit, e.g. at evaporator or condenser side
    • 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
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32284—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and condenser side
    • 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
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/323—Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
    • 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
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • 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
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • 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
    • 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
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • 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
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • 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
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
    • 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
    • F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/04—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series
    • 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
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3286—Constructional features
    • B60H2001/3291—Locations with heat exchange within the refrigerant circuit itself
    • 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
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • 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
    • F25B2600/2509—Economiser valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) weist einen Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) mit einem Verdichter (3) zum zweistufigen Verdichten des Kältemittels und Einspritzen von Kältemittel auf einem Zwischendruckniveau, mindestens einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (4), einem ersten inneren Wärmeübertrager (11-1), mindestens einem ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (6), welchem in Strömungsrichtung des Kältemittels ein erstes Expansionsorgan (5) vorgelagert angeordnet ist, sowie einem ersten Strömungspfad (7a, 7c) und einem zweiten Strömungspfad (9a, 9c), welche sich jeweils von einer Abzweigstelle (8, 18) bis zum Verdichter (3) erstrecken, auf. Der Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) ist mit einem zweiten inneren Wärmeübertrager (11-2) ausgebildet. Der erste innere Wärmeübertrager (11-1) ist zumindest mit einer Niederdruckseite innerhalb des ersten Strömungspfades (7a, 7c) und der zweite innere Wärmeübertrager (11-2) ist zumindest mit einer Zwischendruckseite innerhalb des zweiten Strömungspfades (9a, 9c) angeordnet.Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung weist einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter zum zweistufigen Verdichten des Kältemittels und Einspritzen von Kältemittel auf einem Zwischendruckniveau, einen als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager, einen inneren Wärmeübertrager, einen als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager mit einem in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagerten Expansionsorgan sowie einen ersten und einen zweiten Strömungspfad auf, welche sich jeweils von einer Abzweigstelle bis zum Verdichter erstrecken.
    Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs.
  • Aus dem Stand der Technik sind Systeme mit Kältemittelkreisläufen mit zweistufiger Verdichtung des Kältemittels bekannt, bei welchen Kältemittel auf einem Zwischendruckniveau in den Verdichter eingespritzt wird. Die sogenannte Sauggaseinspritzung beziehungsweise Dampfeinspritzung wird insbesondere bei Scrollverdichtern in Kältemittelkreisläufen von Klimatisierungssystemen und Systemen zur Kühlung genutzt. Mit der Einspritzung des Kältemittels wird der Vorgang der Verdichtung in zwei Stufen unterteilt, wobei die zweite Stufe nach der Einspritzung des Kältemittels auf Zwischendruckniveau erfolgt.
    Mit der Sauggaseinspritzung in Verbindung mit einer Unterkühlung des Kältemittels am Austritt eines Kondensators/Gaskühlers werden zum einen die spezifische Verdichterleistung reduziert und zum anderen der Dampfgehalt am Eintritt des Verdampfers verringert, was sowohl die spezifische Kälteleistung als auch die Leistungszahl, kurz als COP für englisch „coefficient of performance“, beim Betrieb des Kältemittelkreislaufs erhöht.
  • Thermodynamisch bietet die Technologie der Sauggaseinspritzung insbesondere Vorteile in Anwendungen, bei denen das Druckverhältnis beziehungsweise der Druckhub des Kältemittels beziehungsweise die Temperatur des Kältemittels am Auslass des Verdichters sehr hoch sind, beispielsweise in Systemen zur Niedertemperaturkühlung oder in Wärmepumpenanlagen. Die zusätzliche Kühlung beim Vorgang der Verdichtung des Kältemittels infolge des Einspritzens von Kältemittel auf Zwischendruckniveau in den Verdichter ermöglicht es, den Verdichter in einem größeren Druckbereich beziehungsweise Temperaturbereich zu betreiben als einen herkömmlichen einstufigen Verdichter.
  • In der US 5 878 589 A wird ein Klimatisierungssystem für Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb offenbart. Beim Betrieb im Heizmodus wird das Kältemittel im geschlossenen Kältemittelkreislauf von einem Verdichter zwischen einem als Kondensator betriebenen Wärmeübertrager eines Klimagerätes, einem Expansionsorgan und einem als Verdampfer betriebenen Außenwärmeübertrager umgewälzt. Im Expansionsorgan wird das Kältemittel auf ein Niederdruckniveau entspannt. Nach dem Ausströmen aus dem Kondensator wird ein Teilmassenstrom vom Hauptmassenstrom des Kältemittels abgezweigt, auf ein Zwischendruckniveau entspannt und in einen Wärmeübertrager zum Temperieren von Komponenten geleitet, in welchem das Kältemittel unter Aufnahme von Wärme verdampft. Das verdampfte Kältemittel wird über ein Verdampfungsdruckregelventil und einen Gaseinlasskanal auf Zwischendruckniveau in den Verdichter eingeleitet.
  • Aus der US 6 293 123 B1 geht ein Kältemittelkreislauf für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs hervor. Beim Betrieb im Heizmodus wird das Kältemittel auf Hochdruckniveau durch einen innerhalb eines Klimagerätes angeordneten Kondensator geleitet und anschließend in zwei Teilmassenströme aufgeteilt. Ein erster Teilmassenstrom strömt durch ein erstes Expansionsorgan und wird auf ein Zwischendruckniveau entspannt.
  • Anschließend wird in einem kreislaufinternen Wärmeübertrager Wärme vom zweiten, auf Hochdruckniveau vorliegenden Teilmassenstrom an den auf Zwischendruckniveau vorliegenden ersten Teilmassenstrom übertragen. Das unterkühlte Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms wird innerhalb eines zweiten Expansionsorgans auf ein Niederdruckniveau entspannt und in einem Außenwärmeübertrager verdampft.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel für Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen oder einem kombinierten elektrischen und verbrennungsmotorischen Antrieb, welche insbesondere die Vorteile eines Kältemittelkreislaufs mit zweistufiger Verdichtung mit Sauggaseinspritzung auf Zwischendruckniveau aufweist. Das System soll mit maximaler Effizienz und maximalen Leistungen betreibbar sein. Zudem besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs gelöst. Die Vorrichtung weist einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter zum zweistufigen Verdichten des Kältemittels und Einspritzen von Kältemittel auf einem Zwischendruckniveau auf. Der Kältemittelkreislauf ist zudem mit mindestens einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager, einem ersten inneren Wärmeübertrager, mindestens einem ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager, welchem in Strömungsrichtung des Kältemittels ein erstes Expansionsorgan vorgelagert angeordnet ist, sowie einem ersten Strömungspfad und einem zweiten Strömungspfad ausgebildet. Die Strömungspfade erstrecken sich jeweils von einer Abzweigstelle bis zum Verdichter, insbesondere zu einem Einlass in den Verdichter.
  • Nach der Konzeption der Erfindung ist der Kältemittelkreislauf mit einem zweiten inneren Wärmeübertrager ausgebildet. Dabei sind der erste innere Wärmeübertrager zumindest mit einer Niederdruckseite innerhalb des ersten Strömungspfades in Strömungsrichtung des Kältemittels vor einem Einlass in den Verdichter und der zweite innere Wärmeübertrager zumindest mit einer Zwischendruckseite innerhalb des zweiten Strömungspfades in Strömungsrichtung des Kältemittels vor einem Einlass in den Verdichter angeordnet.
  • Unter einem inneren Wärmeübertrager ist dabei jeweils ein kreislaufinterner Wärmeübertrager zu verstehen, welcher der Wärmeübertragung zwischen dem Kältemittel bei einem hohen Druck, insbesondere auf einem Hochdruckniveau, und dem Kältemittel bei einem niederen Druck, insbesondere auf einem Niederdruckniveau oder einem Zwischendruckniveau, dient. Dabei wird beispielsweise einerseits das flüssige Kältemittel nach der Kondensation/Gaskühlung unterkühlt beziehungsweise weiter abgekühlt und andererseits das Sauggas vor dem Verdichter überhitzt.
    Wenn das Kältemittel bei unterkritischem Betrieb des jeweiligen Kältemittelkreislaufs, wie zum Beispiel mit dem Kältemittel R134a oder bei bestimmten Umgebungsbedingungen mit Kohlendioxid verflüssigt wird, wird der Wärmeübertrager als Kondensator bezeichnet. Ein Teil der Wärmeübertragung findet bei konstanter Temperatur statt. Bei überkritischem Betrieb beziehungsweise bei überkritischer Wärmeabgabe im Wärmeübertrager nimmt die Temperatur des Kältemittels stetig ab. In diesem Fall wird der Wärmeübertrager auch als Gaskühler bezeichnet. Überkritischer Betrieb kann unter bestimmten Umgebungsbedingungen oder Betriebsweisen des Kältemittelkreislaufs zum Beispiel mit dem Kältemittel Kohlendioxid auftreten.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der erste als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs und das in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Wärmeübertrager vorgelagerte erste Expansionsorgan innerhalb des ersten Strömungspfades ausgebildet. Dabei ist der erste als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager der Niederdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagert.
  • Der Kältemittelkreislauf ist vorteilhaft mit einem zweiten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager ausgebildet, welchem in Strömungsrichtung des Kältemittels ein Expansionsorgan vorgelagert ist.
    Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind der zweite als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs und das in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Wärmeübertrager vorgelagerte Expansionsorgan innerhalb des zweiten Strömungspfades ausgebildet. Dabei ist der zweite als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager der Zwischendruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagert.
    Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind der erste als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager und das in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Wärmeübertrager vorgelagerte erste Expansionsorgan sowie der zweite als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager und das in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Wärmeübertrager vorgelagerte Expansionsorgan innerhalb des ersten Strömungspfades des Kältemittelkreislaufs ausgebildet. Dabei ist der zweite als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager mit dem vorgelagerten Expansionsorgan in Strömungsrichtung des Kältemittels vor dem ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager mit dem vorgelagerten Expansionsorgan angeordnet. Zudem ist der erste als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager der Niederdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagert. Innerhalb des zweiten Strömungspfades des Kältemittelkreislaufs ist vorteilhaft ein Expansionsorgan ausgebildet.
  • Nach einer weiteren ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Abzweigstelle der Strömungspfade des Kältemittelkreislaufs an einem Auslass des als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertragers derart vorgesehen, dass eine Hochdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers innerhalb des ersten Strömungspfades und eine Hochdruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers innerhalb des zweiten Strömungspfades des Kältemittelkreislaufs angeordnet sind.
    Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Abzweigstelle der Strömungspfade des Kältemittelkreislaufs in Strömungsrichtung des Kältemittels nach Auslässen von Hochdruckseiten des ersten inneren Wärmeübertragers und des zweiten inneren Wärmeübertragers angeordnet. Von besonderem Vorteil ist, dass eine an einem Auslass des als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertragers angeordnete erste Abzweigstelle und eine in Strömungsrichtung des Kältemittels der ersten Abzweigstelle nachgeordnete Mündungsstelle derart ausgebildet sind, dass ein erster Teilmassenstrom zur Hochdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers und ein zweiter Teilmassenstrom zur Hochdruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers geleitet werden, welche nach Ausströmen aus den inneren Wärmeübertragern an der Mündungsstelle zusammengeführt werden. Dabei ist der Mündungsstelle in Strömungsrichtung des Kältemittels eine zweite Abzweigstelle der Strömungspfade nachgeordnet.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des ersten Strömungspfades des Kältemittelkreislaufs in Strömungsrichtung des Kältemittels vor dem Verdichter niederdruckseitig ein Akkumulator zum Abscheiden und Sammeln von Kältemittelflüssigkeit vorgesehen.
  • Der Kältemittelkreislauf weist vorzugsweise einen Ölabscheider auf, welcher zwischen dem ersten Strömungspfad und dem zweiten Strömungspfad ausgebildet ist. Der Ölabscheider ist bevorzugt mit einem integrierten Ventil zum Druckregulieren und Durchflussregulieren des Öls ausgebildet.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens einen Kühlmittelkreislauf auf, welcher über mindestens einen Wärmeübertrager thermisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden ist. Dabei ist der mindestens eine Wärmeübertrager als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet.
  • Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung einen ersten Kühlmittelkreislauf auf, welcher über den als Kondensator/Gaskühler des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager thermisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden und als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet ist.
    Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist ein erster Kühlmittelkreislauf einen primären ersten Kühlmittelkreislauf und einen sekundären ersten Kühlmittelkreislauf auf, welche jeweils über einen als Kondensator/Gaskühler des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager thermisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden und als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet sind. Der erste Kühlmittelkreislauf weist dabei mit dem primären und dem sekundären Kühlmittelkreislauf zwei miteinander verbundene oder zwei voneinander unabhängige Kühlmittelkreisläufe auf.
    Der erste Kühlmittelkreislauf ist vorzugsweise mit einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme an eine Umgebungsluft oder an eine Zuluft für einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Zudem oder alternativ kann der erste Kühlmittelkreislauf mindestens einen Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme an eine Batterie und/oder andere elektronische Komponenten, beispielsweise des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, aufweisen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass ein zweiter Kühlmittelkreislauf ausgebildet ist, welcher über den als erster Verdampfer des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager und/oder einen als ein zweiter Verdampfer des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager thermisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden ist. Der als erster Verdampfer des Kältemittels betriebene Wärmeübertrager beziehungsweise der als zweiter Verdampfer des Kältemittels betriebene Wärmeübertrager sind jeweils als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet.
    Der zweite Kühlmittelkreislauf weist dabei vorzugsweise mit einem primären und einem sekundären Kühlmittelkreislauf zwei miteinander verbundene oder zwei voneinander unabhängige Kühlmittelkreisläufe auf.
    Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Kühlmittelkreislauf mit einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme von Umgebungsluft oder Zuluft für einen Fahrgastraum an das Kühlmittel ausgebildet. Zudem oder alternativ kann der zweite Kühlmittelkreislauf mindestens einen Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme von einer Batterie und/oder anderen elektronischen Komponenten, beispielsweise des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, an das Kühlmittel aufweisen.
  • Die Aufgabe wird auch durch erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das Klimatisierungssystem kann dabei zum Konditionieren der Luft eines Fahrgastraums und zum Temperieren von Komponenten des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Beim Verfahren wird ein in einem Kältemittelkreislauf zirkulierendes Kältemittel in einem Verdichter zweistufig von einem Niederdruckniveau auf ein Hochdruckniveau verdichtet, wobei ein Teilmassenstrom dampfförmigen Kältemittels auf einem Zwischendruckniveau in den Verdichter eingespritzt wird.
  • Nach der Konzeption der Erfindung wird das aus einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager ausströmende Kältemittel an einer Abzweigstelle in zwei Teilmassenströme aufgeteilt. Dabei werden jeweils ein Teilmassenstrom des auf Hochdruckniveau vorliegenden Kältemittels durch einen ersten inneren Wärmeübertrager und einen zweiten inneren Wärmeübertrager geleitet. Im ersten inneren Wärmeübertrager wird Wärme an auf Niederdruckniveau vorliegendes Kältemittel und im zweiten inneren Wärmeübertrager wird Wärme an auf Zwischendruckniveau vorliegendes Kältemittel übertragen.
  • Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das durch den ersten inneren Wärmeübertrager als erster Teilmassenstrom auf Hochdruckniveau geleitete Kältemittel auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen eines ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers unter Aufnahme von Wärme verdampft sowie anschließend durch den ersten inneren Wärmeübertrager geleitet.
    Das durch den zweiten inneren Wärmeübertrager als zweiter Teilmassenstrom auf Hochdruckniveau geleitete Kältemittel wird vorteilhaft auf Zwischendruckniveau entspannt und beim Durchströmen eines zweiten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers unter Aufnahme von Wärme verdampft sowie anschließend durch den zweiten inneren Wärmeübertrager geleitet.
  • Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das aus den inneren Wärmeübertragern als Teilmassenströme auf Hochdruckniveau ausströmende Kältemittel vermischt und anschließend an einer Abzweigstelle in zwei Teilmassenströme aufgeteilt. Dabei wird ein erster Teilmassenstrom auf Zwischendruckniveau entspannt und beim Durchströmen eines zweiten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers unter Aufnahme von Wärme zumindest teilweise verdampft sowie anschließend auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen eines ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers unter Aufnahme von Wärme weiter verdampft sowie anschließend durch den ersten inneren Wärmeübertrager geleitet.
    Nach einer dritten alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das aus den inneren Wärmeübertragern als Teilmassenströme auf Hochdruckniveau ausströmende Kältemittel vermischt und anschließend an einer Abzweigstelle in zwei Teilmassenströme aufgeteilt. Dabei wird ein erster Teilmassenstrom auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen von als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragern jeweils unter Aufnahme von Wärme verdampft sowie anschließend durch den ersten inneren Wärmeübertrager geleitet.
  • Ein zweiter Teilmassenstrom wird vorteilhaft jeweils auf Zwischendruckniveau entspannt sowie anschließend durch den zweiten inneren Wärmeübertrager geführt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird bei einem Betrieb des Klimatisierungssystems in einem Heizmodus mindestens eine Wärmeleistung bereitgestellt. Dabei werden in mindestens einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager Wärme vom Kältemittel des Kältemittelkreislaufs an ein in einem ersten Kühlmittelkreislauf zirkulierendes Kühlmittel und in einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager Wärme vom Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs an eine Zuluft für den Fahrgastraum beziehungsweise Wärme an Komponenten des Antriebsstranges übertragen.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Betrieb des Klimatisierungssystems in einem Kälteanlagenmodus auf einem niedrigen Temperaturniveau eine Kälteleistung bereitgestellt. Dabei werden in einem als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager Wärme von in einem zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittel an das Kältemittel des Kältemittelkreislaufs und in einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager Wärme von einer Zuluft für den Fahrgastraum an das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs übertragen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Betrieb des Klimatisierungssystems in einem Kälteanlagenmodus auf einem mittleren oder niedrigen Temperaturniveau eine Kälteleistung bereitgestellt. Dabei werden in einem als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager Wärme von in einem zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittel an das Kältemittel des Kältemittelkreislaufs und Wärme von Komponenten des Antriebsstranges an das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs übertragen.
    Damit können elektrische Komponenten eines Antriebsstrangs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen oder einem kombinierten elektrischen und verbrennungsmotorischen Antrieb, wie eine Hochvolt-Batterie und ein Inverter, mit Kühlmittel auf einem mittleren Temperaturniveau temperiert werden, sodass der Verbrauch elektrischer Energie, wie der Verbrauch der Verdichter der Kältemittelkreisläufe, minimiert und die Effizienz des Gesamtsystems erhöht werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und die erfindungsgemäßen Verfahren weisen zusammenfassend diverse Vorteile auf:
    • - Bereitstellen hoher Wärmeleistungen, insbesondere Kälteleistungen beziehungsweise Heizleistungen, auf unterschiedlichen Temperaturniveaus,
    • - hohe Leistungsfähigkeit des Systems bei maximaler Lebensdauer, insbesondere da der Verdichter bei günstigen Verdichtungsverhältnissen pro Verdichtungsstufe auch bei hohen Leistungen betrieben wird,
    • - durch die Bereitstellung von Kühlmittel auf mittlerem und niedrigem Temperaturniveau können beim Betrieb im Kälteanlagenmodus die Hochvoltbatterie und andere Komponenten des Antriebsstrangs auf einem mittleren Temperaturniveau gekühlt werden, anstatt das für die Kühlung der Zuluft des Fahrgastraums vorgesehene Kühlmittel auf niedrigem Temperaturniveau zu verwenden, sowie
    • - maximale Effizienz und maximale Leistungen beim Betrieb des Systems.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
    • 1a: einen Kältemittelkreislauf für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit zweistufiger Verdichtung des Kältemittels in Kombination mit einem inneren Wärmeübertrager aus dem Stand der Technik, bei welchen das Kältemittel auf einem Zwischendruckniveau in den Verdichter eingespritzt wird,
    • 1b: ein Druck-Enthalpie-Diagramm zum Betrieb des Kältemittelkreislaufs nach 1a in einem transkritischen Prozess des Kältemittels,
    • 2a: eine Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kältemittelkreislauf mit zweistufiger Verdichtung und Einspritzen des Kältemittels in den Verdichter auf einem Zwischendruckniveau sowie mit zwei inneren Wärmeübertragern und einem ersten sowie einem zweiten Kühlmittelkreislauf, welche jeweils über Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager thermisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden sind,
    • 2b: ein Druck-Enthalpie-Diagramm zum Betrieb des Kältemittelkreislaufs nach 2a in einem transkritischen Prozess des Kältemittels,
    • 3: eine Vorrichtung nach 2a mit einem zusätzlichen Kühlmittelkreislauf und einem Kältemittelkreislauf mit zwei getrennten als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragern,
    • 4a: eine Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung nach 2a mit einem Kältemittelkreislauf, in welchem die als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager in Reihe geschaltet zueinander angeordnet sind,
    • 4b: ein Druck-Enthalpie-Diagramm zum Betrieb des Kältemittelkreislaufs nach 4a in einem transkritischen Prozess des Kältemittels und
    • 5: eine Vorrichtung nach 4a mit einem zusätzlichen Kühlmittelkreislauf und einem Kältemittelkreislauf mit zwei getrennten als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragern.
  • In 1a ist ein Kältemittelkreislauf 2' für eine Vorrichtung 1', beispielsweise ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit zweistufiger Verdichtung des Kältemittels in Kombination mit einem inneren Wärmeübertrager 11' aus dem Stand der Technik gezeigt, bei welchen das Kältemittel auf einem Zwischendruckniveau in den Verdichter 3 eingespritzt wird. 1b zeigt ein Druck-Enthalpie-Diagramm zum Betrieb des Kältemittelkreislaufs 2' nach 1a in einem transkritischen Prozess des Kältemittels. Den in 1b dargestellten Zustandsänderungen sind jeweils die Bezugszeichen der Komponenten des Kältemittelkreislaufs 2' zugeordnet, um den Kreisprozess zu verdeutlichen.
  • Der Kältemittelkreislauf 2' weist in Strömungsrichtung des Kältemittels einen Verdichter 3, einen als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager 4' sowie ein erstes Expansionsorgan 5 mit einem nachfolgenden, für das Kältemittel als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager 6' auf. Der Verdampfer 6' sowie das dazugehörige und dem Verdampfer 6' in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagerte erste Expansionsorgan 5 sind innerhalb eines ersten Strömungspfades 7' angeordnet, welcher sich von einer Abzweigstelle 8' bis zum Einlass des Verdichters 3 erstreckt. Die Abzweigstelle 8' ist nach dem Auslass des Kondensators/Gaskühlers 4' angeordnet.
  • An der Abzweigstelle 8' wird das aus dem Kondensator/Gaskühler 4' auf Hochdruckniveau ausströmende flüssige Kältemittel in zwei Teilmassenströme aufgeteilt. Ein erster Teilmassenstrom ṁH strömt durch den ersten Strömungspfad 7' zum ersten Expansionsorgan 5. Zwischen der Abzweigstelle 8' und dem ersten Expansionsorgan 5 ist eine Hochdruckseite eines inneren Wärmeübertragers 11' angeordnet, sodass das Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH vor Erreichen des ersten Expansionsorgans 5 abgekühlt beziehungsweise unterkühlt und anschließend auf ein Niederdruckniveau entspannt dem Verdampfer 6' zugeführt wird. Ein zweiter, vom Hauptmassenstrom ṁ̇H+N an der Abzweigstelle 8' abgezweigter Teilmassenstrom ṁN strömt durch einen zweiten Strömungspfad 9', welcher in Strömungsrichtung des Kältemittels ein zweites Expansionsorgan 10 sowie eine Zwischendruckseite des inneren Wärmeübertragers 11' aufweist. Beim Durchströmen des zweiten Expansionsorgans 10 wird das durch den zweiten Strömungspfad geführte Kältemittel auf das Zwischendruckniveau entspannt und anschließend in den inneren Wärmeübertrager 11' eingeleitet. Im vorzugsweise als Gegenstromwärmeübertrager ausgebildeten und als Unterkühler des Kältemittels des ersten Teilmassenstroms ṁH betriebenen inneren Wärmeübertrager 11' wird Wärme vom auf Hochdruckniveau vorliegenden Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH an das auf Zwischendruckniveau vorliegende Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN übertragen. Das Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN verdampft innerhalb des inneren Wärmeübertragers 11'.
    Das unterkühlte Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH wird innerhalb des ersten Expansionsorgans 5 auf das Niederdruckniveau entspannt und im Verdampfer 6' unter Aufnahme von Wärme verdampft. Das auf dem Zwischendruckniveau vorliegende Kältemittel wird als gesättigter oder überhitzter Dampf dem Verdichter 3 zugeführt, insbesondere durch einen Zwischendruckanschluss des Verdichters 3 in eine Kompressionskammer eingespritzt, was zum Verringern der Enthalpie Δhi am Austritt des Verdichters 3 und damit zum Verringern der Austrittstemperatur des Kältemittels aus dem Verdichter 3 führt. Die zusätzliche Unterkühlung ΔhU des Kältemittels des ersten Teilmassenstroms ṁH vor dem Entspannen und damit vor dem Einströmen in den Verdampfer 6' erhöht die spezifische Kälteleistung des Verdampfers 6', da die Enthalpie des Kältemittels am Einlass in den Verdampfer 6' verringert wird. Während eines Betriebes des Kältemittelkreislaufs 2' in einem Heizmodus erhöht der zusätzliche zweite Teilmassenstrom ṁN den Massenstrom des Kältemittels durch den Kondensator/Gaskühler 4' und damit die Heizleistung.
  • 2a zeigt eine Vorrichtung 1a für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kältemittelkreislauf 2a mit zweistufiger Verdichtung und Einspritzen des Kältemittels in den Verdichter 3 auf einem Zwischendruckniveau sowie mit zwei inneren Wärmeübertragern 11-1, 11-2. Die Vorrichtung 1a weist zudem einen ersten Kühlmittelkreislauf 14 sowie einen zweiten Kühlmittelkreislauf 15 auf, welche jeweils über Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4, 6, 12 thermisch mit dem Kältemittelkreislauf 2a verbunden und unabhängig voneinander betreibbar sind. Aus 2b geht ein Druck-Enthalpie-Diagramm zum Betrieb des Kältemittelkreislaufs 2a nach 2a in einem transkritischen Prozess des Kältemittels hervor.
  • Der Kältemittelkreislauf 2a weist in Strömungsrichtung des Kältemittels den Verdichter 3 und einen als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4 auf, welcher als thermische Verbindung zwischen dem Kältemittelkreislauf 2a und dem ersten Kühlmittelkreislauf 14 ausgebildet ist.
    Der erste Kühlmittelkreislauf 14 wird als ein Hochtemperaturkreislauf betrieben, an welchem die Enthitzungswärme beziehungsweise die Kondensationswärme oder Verflüssigungswärme des Kältemittels an ein Kühlmittel abgegeben wird. Abhängig vom Betriebsmodus der Vorrichtung 1a kann die im ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4 an das im ersten Kühlmittelkreislauf 14 zirkulierende Kühlmittel übertragene Wärme entweder an die Umgebungsluft übertragen beziehungsweise zum Beheizen einer Zuluft für einen Fahrgastraum, einer Batterie und/oder elektronischer Komponenten, beispielsweise des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, verwendet werden.
  • Der Kältemittelkreislauf 2a weist in Strömungsrichtung des Kältemittels zudem das erste Expansionsorgan 5 mit einem nachfolgenden für das Kältemittel als erster Verdampfer betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6, auch als Chiller bezeichnet, auf. Der erste Verdampfer 6 sowie das dazugehörige und dem ersten Verdampfer 6 in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagerte erste Expansionsorgan 5 sind innerhalb eines ersten Strömungspfades 7a angeordnet, welcher sich von einer Abzweigstelle 8 bis zum Einlass des Verdichters 3 erstreckt. Die Abzweigstelle 8 ist in Strömungsrichtung des Kältemittels nach dem Auslass des ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertagers 4 angeordnet.
  • An der Abzweigstelle 8 wird das aus dem Kondensator/Gaskühler 4 auf Hochdruckniveau ausströmende flüssige Kältemittel in zwei Teilmassenströme aufgeteilt, wobei der erste Teilmassenstrom ṁH durch den ersten Strömungspfad 7a zum ersten Expansionsorgan 5 und der zweite Teilmassenstrom ṁN durch den zweiten Strömungspfad 9a zum zweiten Expansionsorgan 10 strömen. Die Teilmassenströme ṁH , ṁN durch den jeweiligen Strömungspfad 7a, 9a werden mit den zugehörigen Expansionsorganen 5, 10 gesteuert. Die Expansionsorgane 5, 10 sind bevorzugt als Expansionsventile ausgebildet.
  • Zwischen der Abzweigstelle 8 und dem ersten Expansionsorgan 5 des ersten Strömungspfades 7a ist die Hochdruckseite eines ersten inneren Wärmeübertragers 11-1 angeordnet, sodass das Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH vor Erreichen des ersten Expansionsorgans 5 abgekühlt beziehungsweise unterkühlt und anschließend auf Niederdruckniveau entspannt dem ersten Verdampfer 6 zugeführt wird. Die zusätzliche Unterkühlung des Kältemittels des ersten Teilmassenstroms ṁH vor dem Entspannen und damit vor dem Einströmen in den ersten Verdampfer 6 erhöht die spezifische Kälteleistung des ersten Verdampfers 6, da die Enthalpie des Kältemittels am Einlass in den ersten Verdampfer 6 verringert wird.
    Das unterkühlte und auf Niederdruckniveau entspannte Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH wird im ersten Verdampfer 6 unter Aufnahme von Wärme aus dem zweiten Kühlmittelkreislauf 15, 15-1 verdampft.
  • Innerhalb des ersten Strömungspfades 7a ist zwischen dem ersten Verdampfer 6 und dem Verdichter 3 zudem die Niederdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers 11-1 ausgebildet, sodass das aus dem ersten Verdampfer 6 ausströmende Kältemittel beim Durchströmen der Niederdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers 11-1 überhitzt wird, bevor es in den Verdichter 3 angesaugt wird. Im vorzugsweise als Gegenstromwärmeübertrager ausgebildeten und als Unterkühler des Kältemittels des ersten Teilmassenstroms ṁH betriebenen ersten inneren Wärmeübertrager 11-1 wird Wärme vom auf Hochdruckniveau vorliegenden Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH an das auf Niederdruckniveau vorliegende Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH übertragen.
  • Der erste Strömungspfad 7a weist zudem einen Akkumulator 13 auf. Der in Strömungsrichtung des Kältemittels vor dem Verdichter 3, insbesondere niederdruckseitig vor dem ersten inneren Wärmeübertrager 11-1 angeordnete Akkumulator 13 dient dem Abscheiden und Sammeln von Kältemittelflüssigkeit. Der Verdichter 3 saugt folglich gasförmiges Kältemittel aus dem Akkumulator 13 an, welches im ersten inneren Wärmeübertrager 11-1 zusätzlich überhitzt wird.
  • Zwischen der Abzweigstelle 8 und dem zweiten Expansionsorgan 10 des zweiten Strömungspfades 9a ist die Hochdruckseite eines zweiten inneren Wärmeübertragers 11-2 angeordnet, sodass das Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN vor Erreichen des zweiten Expansionsorgans 10 abgekühlt beziehungsweise unterkühlt und anschließend auf Zwischendruckniveau entspannt einem als zweiten Verdampfer betriebenen dritten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 12, auch als Chiller bezeichnet, zugeführt wird. Die zusätzliche Unterkühlung des Kältemittels des zweiten Teilmassenstroms ṁN vor dem Entspannen und damit vor dem Einströmen in den zweiten Verdampfer 12 erhöht die spezifische Kälteleistung des zweiten Verdampfers 12, da die Enthalpie des Kältemittels am Einlass in den zweiten Verdampfer 12 verringert wird.
    Das unterkühlte und auf Zwischendruckniveau entspannte Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN wird im zweiten Verdampfer 12 unter Aufnahme von Wärme aus dem zweiten Kühlmittelkreislauf 15-2 verdampft.
  • Innerhalb des zweiten Strömungspfades 9a ist zwischen dem zweiten Verdampfer 12 und dem Verdichter 3 zudem die Zwischendruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers 11-2 ausgebildet, sodass das aus dem zweiten Verdampfer 12 ausströmende Kältemittel beim Durchströmen der Zwischendruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers 11-2 weiter überhitzt wird, bevor es auf dem Zwischendruckniveau zwischen zwei Verdichterstufen in den Verdichter 3 eingespritzt wird.
    Im vorzugsweise als Gegenstromwärmeübertrager ausgebildeten zweiten inneren Wärmeübertrager 11-2 wird Wärme vom auf Hochdruckniveau vorliegenden Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN an das auf Zwischendruckniveau vorliegende Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN übertragen. Das auf dem Zwischendruckniveau vorliegende Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN wird als überhitzter Dampf dem Verdichter 3 zugeführt, insbesondere durch den Zwischendruckanschluss des Verdichters 3 in eine Kompressionskammer eingespritzt, was zum Verringern der Enthalpie am Austritt des Verdichters 3 und damit zum Verringern der Austrittstemperatur des Kältemittels aus dem Verdichter 3 führt.
  • Der zweite Kühlmittelkreislauf 15 wird als ein Niedertemperaturkreislauf beziehungsweise Mitteltemperaturkreislauf betrieben, welcher aus zwei miteinander verbundenen oder aus zwei voneinander unabhängigen Kühlmittelkreisläufen 15-1, 15-2 ausgebildet ist, beispielsweise um das im Kühlmittelkreislauf 15 zirkulierende Kühlmittel niederer Temperatur zum Kühlen der Zuluft für den Fahrgastraum, der Batterie und/oder elektronischer Komponenten zu verwenden. Abhängig vom Betriebsmodus der Vorrichtung 1a können die zwei zweiten Kühlmittelkreisläufe 15-1, 15-2 entweder als Niedertemperaturkreislauf und Mitteltemperaturkreislauf vollständig voneinander getrennt oder, beispielsweise in einer sogenannten Kaskadenschaltung, miteinander betrieben werden. Bei der Kaskadenschaltung kann das Kühlmittel durch die miteinander verbundenen Kühlmittelkreisläufe 15-1, 15-2 hindurchströmen, wobei die Verdampfer 6, 12 des Kältemittels entweder seriell beziehungsweise in Reihe nacheinander oder parallel zueinander von Kühlmittel beaufschlagt werden.
  • Bei einem Betrieb der Vorrichtung 1a in einem Kühlmodus wird der erste, auf Niederdruckniveau des Kältemittels betriebene Verdampfer 6 beispielsweise zum Kühlen der Zuluft für den Fahrgastraum verwendet, während der zweite, auf Mitteldruckniveau oder Zwischendruckniveau betriebene Verdampfer 12 zum Kühlen der Batterie, insbesondere einer Hochvolt-Batterie, beziehungsweise anderer elektronischer Komponenten dient. Dabei wird das im zweiten Kühlmittelkreislauf 15, 15-1 zirkulierende Kühlmittel beim Durchströmen des ersten Verdampfers 6 des Kältemittelkreislaufs 2a auf eine Temperatur um 0°C abgekühlt und anschließend durch einen in einem Klimagerät angeordneten und mit der Zuluft beaufschlagten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager geleitet. Zudem wird das im zweiten Kühlmittelkreislauf 15, 15-2 zirkulierende Kühlmittel beim Durchströmen des zweiten Verdampfers 12 des Kältemittelkreislaufs 2a auf eine Temperatur im Bereich von 20°C bis 30°C abgekühlt.
    Da das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 15, 15-1, 15-2 derart auf zwei unterschiedlichen Temperaturniveaus bereitgestellt wird, kann beispielsweise einerseits die Batterie eines Elektrofahrzeugs mit Kühlmittel auf einem mittleren Temperaturniveau gekühlt werden, ohne das auf niederem Temperaturniveau vorliegende Kühlmittel zu verwenden, welches hauptsächlich zum Kühlen der Zuluft des Fahrgastraums benötigt wird. Andererseits kann die Batterie auf ein Temperaturniveau temperiert werden, welches der optimalen Betriebstemperatur entspricht. In Verbindung mit der Einspritztechnologie bezüglich des Kältemittels auf einem Zwischendruckniveau und damit der zweistufigen Verdichtung des Kältemittels werden eine minimale Leistungsaufnahme des Verdichters sowie eine maximale Kälteleistung und Effizienz der Vorrichtung 1a bewirkt.
  • Bei einem Betrieb der Vorrichtung 1a in einem Heizmodus können die Wärme der Luft des Fahrgastraums im ersten Verdampfer 6 sowie die Wärme der Batterie beziehungsweise anderer elektronischer Komponenten im zweiten Verdampfer 12 vom im zweiten Kühlmittelkreislauf 15, 15-1, 15-2 zirkulierenden Kühlmittel an das Kältemittel übertragen werden. Damit können die Luft des Fahrgastraums sowie die Batterie beziehungsweise andere elektronische Komponenten als Wärmequellen für das Kältemittel genutzt werden, wobei die Abwärme der Batterie und die Restwärme der Luft des Fahrgastraums oder der Umgebungsluft als Verdampfungswärme für das Kältemittel genutzt werden. Die an das Kältemittel übertragene Wärme kann im ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4 an das im ersten Kühlmittelkreislauf 14 zirkulierende Kühlmittel übertragen und anschließend durch einen im Klimagerät angeordneten sowie mit Zuluft für den Fahrgastraum beaufschlagten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager geleitet werden. Im Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager wird die Wärme an die Zuluft abgegeben.
  • Der Kältemittelkreislauf 2a kann zudem einen Ölabscheider 16 aufweisen, welcher zwischen dem ersten Strömungspfad 7a und dem zweiten Strömungspfad 9a, insbesondere zwischen der Saugleitung des ersten Strömungspfades 7a und der Kältemittelleitung der Einspritzung in den Verdichter 3, ausgebildet ist. Der Ölabscheider 16 ist folglich jeweils zwischen dem inneren Wärmeübertrager 11-1, 11-2 und dem Einlass in den Verdichter 3 im Strömungspfad 7a, 9a eingebunden, sodass das Öl des Kältemittelkreislaufs 2a vom Bereich auf Zwischendruckniveau zum Bereich auf Niederdruckniveau strömen kann. Der Ölabscheider 16 weist ein integriertes Ventil zum Druckregulieren und zum Ölmengenregulieren beziehungsweise zum Durchflussregulieren auf.
  • In 3 ist eine Vorrichtung 1b, ähnlich der Vorrichtung 1a nach 2a, jedoch mit einem zusätzlichen Kühlmittelkreislauf 14-2 als Hochtemperaturkreislauf und einem Kältemittelkreislauf 2b mit zwei getrennten, als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragern 4a, 4b gezeigt.
  • Der wesentliche Unterschied der Vorrichtung 1b zur Vorrichtung 1a aus 2a liegt in der Ausbildung des ersten, als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 4 der Kältemittelkreisläufe 2a, 2b, welcher bei der Ausbildung des Kältemittelkreislaufs 2b zwei unabhängige Komponenten und damit einen ersten, als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4a und einen zweiten, als Kondensator/Gaskühler betriebenen vierten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4b aufweist. Der erste Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4a wird als primärer Kondensator/Gaskühler eines primären ersten Kühlmittelkreislaufs 14-1 und der vierte Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4b wird als sekundärer Kondensator/Gaskühler eines sekundären ersten Kühlmittelkreislaufs 14-2 betrieben. Der primäre erste Kühlmittelkreislauf 14-1 und der sekundäre erste Kühlmittelkreislauf 14-2 sind als zwei unabhängig voneinander oder beispielsweise als in einer sogenannten Kaskadenschaltung betreibbare Kühlmittelkreisläufe 14-1, 14-2 ausgebildet. Bei der Kaskadenschaltung kann das Kühlmittel durch die miteinander verbundenen Kühlmittelkreisläufe 14-1, 14-2 hindurchströmen, wobei die Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4a, 4b entweder seriell beziehungsweise in Reihe nacheinander oder parallel zueinander von Kühlmittel beaufschlagt werden.
  • Der primäre erste Kühlmittelkreislauf 14-1 dient der Übertragung einer großen Wärmeleistung vom Kältemittel an das Kühlmittel, welche wiederum zum Erwärmen der Zuluft für den Fahrgastraum genutzt werden kann. Der sekundäre erste Kühlmittelkreislauf 14-2 dient der Übertragung einer geringen Wärmeleistung vom Kältemittel an das Kühlmittel, welche zum Erwärmen der Batterie beziehungsweise anderer elektronischer Komponenten eingesetzt werden kann. Das Temperaturniveau des im primären ersten Kühlmittelkreislauf 14-1 zirkulierenden Kühlmittels ist höher als das Temperaturniveau des im sekundären ersten Kühlmittelkreislauf 14-2 zirkulierenden Kühlmittels.
  • Durch die Verwendung von zwei getrennten Kondensatoren/Gaskühlern 4a, 4b kann Wärme vom Kältemittel an das im primären ersten Kühlmittelkreislauf 14-1 zirkulierende Kühlmittel, vom Kältemittel an das im sekundären ersten Kühlmittelkreislauf 14-2 zirkulierende Kühlmittel oder vom Kältemittel an das im primären ersten Kühlmittelkreislauf 14-1 und an das im sekundären ersten Kühlmittelkreislauf 14-2 zirkulierende Kühlmittel oder vom im primären ersten Kühlmittelkreislauf 14-1 zirkulierenden Kühlmittel an das im sekundären ersten Kühlmittelkreislauf 14-2 zirkulierende Kühlmittel übertragen werden.
    So kann das Kühlmittel einerseits beim Betrieb der Vorrichtung 1b im Kälteanlagenmodus vorzugsweise seriell und im Gegenstrom durch die Kondensatoren/Gaskühler 4a, 4b geleitet werden, um eine maximale Wärme vom Kältemittel an das Kühlmittel zu übertragen. Andererseits können die Kühlmittelkreisläufe 14-1, 14-2 bei einem Betrieb im Heizmodus, auch als Wärmepumpenmodus bezeichnet, vollständig getrennt voneinander betrieben werden, um Kühlmittel auf unterschiedlichen Temperaturniveaus für die jeweilige Anwendung zur Verfügung zu stellen.
  • In 4a ist eine Vorrichtung 1c, ähnlich der Vorrichtung 1a nach 2a, mit einem Kältemittelkreislauf 2c, in welchem die als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6, 12 in Reihe geschaltet zueinander und damit nacheinander vom Kältemittel durchströmt angeordnet sind, dargestellt. Die Vorrichtung 1c für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs ist folglich mit einem Kältemittelkreislauf 2c mit zweistufiger Verdichtung und Einspritzen des Kältemittels in den Verdichter 3 auf einem Zwischendruckniveau sowie mit den zwei inneren Wärmeübertragern 11-1, 11-2 ausgebildet. Die Vorrichtung 1c weist zudem den ersten Kühlmittelkreislauf 14 sowie den zweiten Kühlmittelkreislauf 15 auf, welche jeweils über die Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4, 6, 12 thermisch mit dem Kältemittelkreislauf 2c verbunden und unabhängig voneinander betreibbar sind. Aus 4b geht wiederum ein Druck-Enthalpie-Diagramm zum Betrieb des Kältemittelkreislaufs 2c nach 4a in einem transkritischen Prozess des Kältemittels hervor.
    Der wesentliche Unterschied der Vorrichtungen 1c aus 4a zur Vorrichtung 1a aus 2a liegt in der Ausbildung der Kältemittelkreisläufe 1c, 1a. Die Kühlmittelkreisläufe 14, 15, 15-1, 15-2 sind unverändert. Auch die Betriebsweisen der Kühlmittelkreisläufe 14, 15, 15-1, 15-2 sind gleich, sodass an dieser Stelle auf die Ausführungen zur Vorrichtung 1a verwiesen wird.
  • Der Kältemittelkreislauf 2c weist in Strömungsrichtung des Kältemittels den Verdichter 3 und den als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4 auf, welcher als thermische Verbindung zwischen dem Kältemittelkreislauf 2c und dem ersten Kühlmittelkreislauf 14 ausgebildet ist. Die im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4 vom Kältemittel an das im als Hochtemperaturkreislauf betriebenen ersten Kühlmittelkreislauf 14 zirkulierende Kühlmittel übertragene Enthitzungswärme beziehungsweise Kondensationswärme oder Verflüssigungswärme wird abhängig vom Betriebsmodus der Vorrichtung 1c entweder an die Umgebungsluft übertragen beziehungsweise zum Beheizen der Zuluft für den Fahrgastraum, der Batterie und/oder elektronischer Komponenten verwendet.
  • An der in Strömungsrichtung des Kältemittels nach dem Auslass des ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertagers 4 angeordneten ersten Abzweigstelle 8 wird das aus dem Kondensator/Gaskühler 4 auf Hochdruckniveau ausströmende flüssige Kältemittel in zwei Teilmassenströme aufgeteilt, wobei ein erster Teilmassenstrom zur Hochdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers 11-1 und ein zweiter Teilmassenstrom zur Hochdruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers 11-2 geleitet werden. Beim Durchströmen der inneren Wärmeübertrager 11-1, 11-2 wird das Kältemittel jeweils weiter abgekühlt beziehungsweise unterkühlt. Nach dem Ausströmen der Teilmassenströme aus den inneren Wärmeübertragern 11-1, 11-2 werden die Teilmassenströme an der Mündungsstelle 17 wieder vermischt und zur zweiten Abzweigstelle 18 geführt.
    An der zweiten Abzweigstelle 18 wird das flüssige Kältemittel wiederum in zwei Teilmassenströme aufgeteilt, wobei der erste Teilmassenstrom ṁH durch den ersten Strömungspfad 7c und der zweite Teilmassenstrom ṁN durch den zweiten Strömungspfad 9c strömen. Der als erster Verdampfer betriebene zweite Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 sowie das dazugehörige und dem ersten Verdampfer 6 in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagerte erste Expansionsorgan 5 und der als zweiter Verdampfer 12 sowie ein dazugehöriges und dem zweiten Verdampfer 12 in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagertes drittes Expansionsorgan 19 sind innerhalb eines ersten Strömungspfades 7c angeordnet, welcher sich von der zweiten Abzweigstelle 18 bis zum Einlass des Verdichters 3 erstreckt. Dabei sind die Verdampfer 6, 12 in der Reihenfolge zweiter Verdampfer 12 und erster Verdampfer 6 jeweils mit dem vorgelagerten Expansionsorgan 19, 5 nacheinander mit Kältemittel beaufschlagt angeordnet. Die Verdampfer 6, 12 sind in Reihe zueinander geschaltet. Innerhalb des zweiten Strömungspfades 9c ist das zweite Expansionsorgan 10 ausgebildet. Die Teilmassenströme ṁH , ṁN durch den jeweiligen Strömungspfad 7c, 9c werden mit den zugehörigen zweiten Expansionsorgan 10 und dem dritten Expansionsorgan 19 gesteuert. Die Expansionsorgane 5, 10, 19 sind bevorzugt als Expansionsventile ausgebildet.
  • Beim Durchströmen des innerhalb des ersten Strömungspfades 7c angeordneten dritten Expansionsorgans 19 wird das abgekühlte beziehungsweise unterkühlte Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH auf ein erstes Verdampfungsdruckniveau entspannt und dem zweiten Verdampfer 12 zugeführt. Das unterkühlte und auf das erste Verdampfungsdruckniveau entspannte Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH wird im zweiten Verdampfer 12 unter Aufnahme von Wärme aus dem zweiten Kühlmittelkreislauf 15, 15-2 zumindest teilweise verdampft. Anschließend wird das Kältemittel beim Durchströmen des ersten Expansionsorgans 5 auf ein zweites Verdampfungsdruckniveau beziehungsweise das Niederdruckniveau entspannt dem ersten Verdampfer 6 zugeführt. Das auf das Niederdruckniveau entspannte Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH wird im ersten Verdampfer 6 unter Aufnahme von Wärme aus dem zweiten Kühlmittelkreislauf 15, 15-1 verdampft.
  • Nach einer alternativen, im Druck-Enthalpie-Diagramm zum Betrieb des Kältemittelkreislaufs 2c in 4a nicht dargestellten Betriebsweise ist das erste Expansionsorgan 5 vollständig geöffnet, sodass die Verdampfer 6, 12 mit Kältemittel auf einem gemeinsamen Druckniveau beaufschlagt werden. Dabei wird das Kältemittel beim Durchströmen des dritten Expansionsorgans 19 auf Niederdruckniveau entspannt.
  • Innerhalb des ersten Strömungspfades 7c ist zwischen dem ersten Verdampfer 6 und dem Verdichter 3 zudem die Niederdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers 11-1 ausgebildet, sodass das aus dem ersten Verdampfer 6 ausströmende Kältemittel beim Durchströmen der Niederdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers 11-1 überhitzt wird, bevor es in den Verdichter 3 angesaugt wird. Im vorzugsweise als Gegenstromwärmeübertrager ausgebildeten ersten inneren Wärmeübertrager 11-1 wird Wärme vom auf Hochdruckniveau vorliegenden Kältemittel an das auf Niederdruckniveau vorliegende Kältemittel des ersten Teilmassenstroms ṁH übertragen.
    Auch der erste Strömungspfad 7c des Kältemittelkreislaufs 2c der Vorrichtung 1c weist einen Akkumulator 13 auf, welcher in Strömungsrichtung des Kältemittels vor dem Verdichter 3, insbesondere niederdruckseitig vor dem ersten inneren Wärmeübertrager 11-1, angeordnet ist und dem Abscheiden und Sammeln von Kältemittelflüssigkeit dient. Der Verdichter 3 saugt folglich gasförmiges Kältemittel aus dem Akkumulator 13 an, welches im ersten inneren Wärmeübertrager 11-1 zusätzlich überhitzt wird.
  • Innerhalb des zweiten Strömungspfades 9c ist zwischen dem zweiten Expansionsorgan 10 und dem Verdichter 3 zudem die Zwischendruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers 11-2 ausgebildet, sodass das abgekühlte beziehungsweise unterkühlte Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN beim Durchströmen des zweiten Expansionsorgans 10 auf das Zwischendruckniveau entspannt wird und beim Durchströmen der Zwischendruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers 11-2 unter Aufnahme von Wärme des Kältemittels auf der Hochdruckseite verdampft, bevor es auf dem Zwischendruckniveau zwischen zwei Verdichterstufen in den Verdichter 3 eingespritzt wird. Im vorzugsweise als Gegenstromwärmeübertrager ausgebildeten zweiten inneren Wärmeübertrager 11-2 wird Wärme vom auf Hochdruckniveau vorliegenden Kältemittel an das auf Zwischendruckniveau vorliegende Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN übertragen. Das auf dem Zwischendruckniveau vorliegende Kältemittel des zweiten Teilmassenstroms ṁN wird als überhitzter Dampf dem Verdichter 3 zugeführt, insbesondere durch den Mitteldruckanschluss des Verdichters 3 in eine Kompressionskammer eingespritzt.
  • Auch der Kältemittelkreislauf 2c kann einen Ölabscheider 16 aufweisen, welcher zwischen dem ersten Strömungspfad 7c und dem zweiten Strömungspfad 9c, insbesondere zwischen der Saugleitung des ersten Strömungspfades 7c und der Kältemittelleitung der Einspritzung in den Verdichter 3, ausgebildet ist. Mit dem jeweils zwischen dem inneren Wärmeübertrager 11-1, 11-2 und dem Einlass in den Verdichter 3 im Strömungspfad 7c, 9c eingebundenen Ölabscheider 16 kann das Öl des Kältemittelkreislaufs 2c vom Bereich auf Zwischendruckniveau zum Bereich auf Niederdruckniveau überströmen, wobei der Ölabscheider 16 mit einem integrierten Ventil zum Druckregulieren und zum Ölmengenregulieren beziehungsweise zum Durchflussregulieren ausgebildet ist.
  • 5 zeigt eine Vorrichtung 1d, ähnlich der Vorrichtung 1c nach 4a, mit einem zusätzlichen Kühlmittelkreislauf 14-2 als Hochtemperaturkreislauf und einem Kältemittelkreislauf 2d mit zwei getrennten als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragern 4a, 4b.
    Der wesentliche Unterschied der Vorrichtung 1d zur Vorrichtung 1c aus 4a liegt, wie schon beim Vergleich der Vorrichtungen 1a, 1b aus 2a und 3 in der Ausbildung des ersten, als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 4 der Kältemittelkreisläufe 2c, 2d, welcher bei der Ausbildung des Kältemittelkreislaufs 2d zwei unabhängige Komponenten und damit einen ersten, als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4a, auch als primärer Kondensator/Gaskühler eines primären ersten Kühlmittelkreislaufs 14-1 genutzt, und einen zweiten, als Kondensator/Gaskühler betriebenen vierten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 4b, auch als sekundärer Kondensator/Gaskühler eines sekundären ersten Kühlmittelkreislaufs 14-2 genutzt, aufweist. Der primäre erste Kühlmittelkreislauf 14-1 und der sekundäre erste Kühlmittelkreislauf 14-2 sind als zwei unabhängig voneinander oder in einer Kaskade betreibbare Kühlmittelkreisläufe ausgebildet.
  • Die Kältemittelkreisläufe 2a, 2b, 2c, 2d der Vorrichtungen 1a, 1b, 1c, 1d sind vorzugsweise für den Betrieb mit dem Kältemittel Kohlendioxid, kurz als R744 bezeichnet, ausgelegt, können aber ebenso mit anderen Kältemitteln, wie R1234yf oder R134a, betrieben werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1a, 1b, 1c, 1d, 1'
    Vorrichtung
    2a, 2b, 2c, 2d, 2'
    Kältemittelkreislauf
    3
    Verdichter
    4, 4a, 4'
    Wärmeübertrager, (erster) Kondensator/Gaskühler, erster Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager
    4b
    zweiter Kondensator/Gaskühler, vierter Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager
    5
    erstes Expansionsorgan
    6, 6'
    Wärmeübertrager, (erster) Verdampfer, zweiter Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager
    7a, 7c, 7'
    erster Strömungspfad
    8, 8'
    (erste) Abzweigstelle
    9a, 9c, 9'
    zweiter Strömungspfad
    10
    zweites Expansionsorgan
    11'
    innerer Wärmeübertrager
    11-1
    erster innerer Wärmeübertrager
    11-2
    zweiter innerer Wärmeübertrager
    12
    Wärmeübertrager, zweiter Verdampfer, dritter Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager
    13
    Akkumulator
    14, 14-1
    erster (primärer) Kühlmittelkreislauf
    14, 14-2
    erster, sekundärer Kühlmittelkreislauf
    15, 15-1
    zweiter, primärer Kühlmittelkreislauf
    15, 15-2
    zweiter, sekundärer Kühlmittelkreislauf
    16
    Ölabscheider
    17
    Mündungsstelle
    18
    zweite Abzweigstelle
    19
    drittes Expansionsorgan
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5878589 A [0004]
    • US 6293123 B1 [0005]

Claims (26)

  1. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) mit einem Verdichter (3) zum zweistufigen Verdichten des Kältemittels und Einspritzen von Kältemittel auf einem Zwischendruckniveau, mindestens einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (4), einem ersten inneren Wärmeübertrager (11-1), mindestens einem ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (6), welchem in Strömungsrichtung des Kältemittels ein erstes Expansionsorgan (5) vorgelagert angeordnet ist, sowie einem ersten Strömungspfad (7a, 7c) und einem zweiten Strömungspfad (9a, 9c), welche sich jeweils von einer Abzweigstelle (8, 18) bis zum Verdichter (3) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) mit einem zweiten inneren Wärmeübertrager (11-2) ausgebildet ist, wobei der erste innere Wärmeübertrager (11-1) zumindest mit einer Niederdruckseite innerhalb des ersten Strömungspfades (7a, 7c) und der zweite innere Wärmeübertrager (11-2) zumindest mit einer Zwischendruckseite innerhalb des zweiten Strömungspfades (9a, 9c) angeordnet sind.
  2. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (6) des Kältemittelkreislaufs (2a, 2b, 2c, 2d) und das in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Wärmeübertrager (6) vorgelagerte erste Expansionsorgan (5) innerhalb des ersten Strömungspfades (7a, 7c) ausgebildet sind, wobei der erste als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (6) der Niederdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers (11-1) in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagert angeordnet ist.
  3. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) mit einem zweiten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (12), ausgebildet ist, welchem in Strömungsrichtung des Kältemittels ein Expansionsorgan (10, 19) vorgelagert angeordnet ist.
  4. Vorrichtung (1a, 1b) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (12) des Kältemittelkreislaufs (2a, 2b) und das in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Wärmeübertrager (12) vorgelagerte Expansionsorgan (10) innerhalb des zweiten Strömungspfades (9a) ausgebildet sind, wobei der zweite als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (12) der Zwischendruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers (11-2) in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagert angeordnet ist.
  5. Vorrichtung (1c, 1d) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (6) und das in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Wärmeübertrager (6) vorgelagerte erste Expansionsorgan (5) sowie der zweite als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (12) und das in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Wärmeübertrager (12) vorgelagerte Expansionsorgan (19) innerhalb des ersten Strömungspfades (9c) des Kältemittelkreislaufs (2c, 2d) ausgebildet sind, wobei der zweite als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (12) mit dem vorgelagerten Expansionsorgan (19) in Strömungsrichtung des Kältemittels vor dem ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (6) mit dem vorgelagerten Expansionsorgan (5) angeordnet ist und der erste als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (6) der Niederdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers (11-1) in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagert angeordnet ist.
  6. Vorrichtung (1c, 1d) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des zweiten Strömungspfades (9c) des Kältemittelkreislaufs (2c, 2d) ein Expansionsorgan (10) ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass - die Abzweigstelle (8) der Strömungspfade (7a, 9a) des Kältemittelkreislaufs (2a, 2b) an einem Auslass des als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertragers (4) derart ausgebildet ist, dass eine Hochdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers (11-1) innerhalb des ersten Strömungspfades (7a) und eine Hochdruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers (11-2) innerhalb des zweiten Strömungspfades (9a) des Kältemittelkreislaufs (2a, 2b, 2c, 2d) angeordnet sind oder - die Abzweigstelle (18) der Strömungspfade (7c, 9c) des Kältemittelkreislaufs (2c, 2d) nach Auslässen von Hochdruckseiten des ersten inneren Wärmeübertragers (11-1) und des zweiten inneren Wärmeübertragers (11-2) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung (1c, 1d) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine an einem Auslass des als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertragers (4) angeordnete erste Abzweigstelle (8) und eine in Strömungsrichtung des Kältemittels der ersten Abzweigstelle (8) nachgeordnete Mündungsstelle (17) derart ausgebildet sind, dass ein erster Teilmassenstrom zur Hochdruckseite des ersten inneren Wärmeübertragers (11-1) und ein zweiter Teilmassenstrom zur Hochdruckseite des zweiten inneren Wärmeübertragers (11-2) geleitet werden, welche nach Ausströmen aus den inneren Wärmeübertragern (11-1, 11-2) an der Mündungsstelle (17) zusammengeführt werden, wobei der Mündungsstelle (17) in Strömungsrichtung des Kältemittels eine zweite Abzweigstelle (18) der Strömungspfade (7c, 9c) nachgeordnet ist.
  9. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des ersten Strömungspfades (7a, 7c) des Kältemittelkreislaufs (2a, 2b, 2c, 2d) in Strömungsrichtung des Kältemittels vor dem Verdichter (3) niederdruckseitig ein Akkumulator (13) zum Abscheiden und Sammeln von Kältemittelflüssigkeit angeordnet ist.
  10. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) einen Ölabscheider (16) aufweist, welcher zwischen dem ersten Strömungspfad (7a, 7c) und dem zweiten Strömungspfad (9a, 9c) ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kühlmittelkreislauf (14, 14-1, 14-2, 15, 15-1, 15-2) ausgebildet ist, welcher über mindestens einen Wärmeübertrager (4, 4a, 4b, 6, 12) thermisch mit dem Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) verbunden ist, wobei der mindestens eine Wärmeübertrager (4, 4a, 4b, 6, 12) als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung (1a, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kühlmittelkreislauf (14) ausgebildet ist, welcher über den als Kondensator/Gaskühler des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager (4) thermisch mit dem Kältemittelkreislauf (2a, 2c) verbunden ist, wobei der Wärmeübertrager (4) als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung (1b, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kühlmittelkreislauf (14) einen primären ersten Kühlmittelkreislauf (14-1) und einen sekundären ersten Kühlmittelkreislauf (14-2) aufweist, welche jeweils über einen als Kondensator/Gaskühler des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager (4a, 4b) thermisch mit dem Kältemittelkreislauf (2b, 2d) verbunden sind, wobei die Wärmeübertrager (4a, 4b) jeweils als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet sind.
  14. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlmittelkreislauf (14, 14-1) mit einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme an eine Umgebungsluft oder an eine Zuluft für einen Fahrgastraum ausgebildet ist.
  15. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kühlmittelkreislauf (15, 15-1, 15-2) ausgebildet ist, welcher über den als erster Verdampfer des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager (6) und/oder einen als ein zweiter Verdampfer des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager (12) thermisch mit dem Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) verbunden ist, wobei der als erster Verdampfer des Kältemittels betriebene Wärmeübertrager (6) und/oder der als zweiter Verdampfer des Kältemittels betriebene Wärmeübertrager (12) als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet sind.
  16. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittelkreislauf (15) einen primären zweiten Kühlmittelkreislauf (15-1) und einen sekundären zweiten Kühlmittelkreislauf (15-2) aufweist.
  17. Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittelkreislauf (15, 15-1) mit einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme von Umgebungsluft oder Zuluft für einen Fahrgastraum an das Kühlmittel ausgebildet ist.
  18. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Klimatisierungssystem zum Konditionieren der Luft eines Fahrgastraums und zum Temperieren von Komponenten des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei in einem Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d) zirkulierendes Kältemittel in einem Verdichter (3) zweistufig von einem Niederdruckniveau auf ein Hochdruckniveau verdichtet wird, wobei ein Teilmassenstrom dampfförmigen Kältemittels auf einem Zwischendruckniveau in den Verdichter (3) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (4, 4b) ausströmende Kältemittel an einer Abzweigstelle (8) in zwei Teilmassenströme aufgeteilt wird, wobei jeweils ein Teilmassenstrom des auf Hochdruckniveau vorliegenden Kältemittels durch einen ersten inneren Wärmeübertrager (11-1) und einen zweiten inneren Wärmeübertrager (11-2) geleitet werden und im ersten inneren Wärmeübertrager (11-1) Wärme an auf Niederdruckniveau vorliegendes Kältemittel und im zweiten inneren Wärmeübertrager (11-2) Wärme an auf Zwischendruckniveau vorliegendes Kältemittel übertragen werden.
  19. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1a, 1b) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den ersten inneren Wärmeübertrager (11-1) als erster Teilmassenstrom auf Hochdruckniveau geleitete Kältemittel auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen eines ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers (6) unter Aufnahme von Wärme verdampft sowie anschließend durch den ersten inneren Wärmeübertrager (11-1) geleitet wird.
  20. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1a, 1b) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den zweiten inneren Wärmeübertrager (11-2) als zweiter Teilmassenstrom auf Hochdruckniveau geleitete Kältemittel auf Zwischendruckniveau entspannt und beim Durchströmen eines zweiten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers (12) unter Aufnahme von Wärme verdampft sowie anschließend durch den zweiten inneren Wärmeübertrager (11-1) geleitet wird.
  21. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1c, 1d) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das aus den inneren Wärmeübertragern (11-1, 11-2) als Teilmassenströme auf Hochdruckniveau ausströmende Kältemittel vermischt und anschließend an einer Abzweigstelle (18) in zwei Teilmassenströme aufgeteilt wird, wobei ein erster Teilmassenstrom auf Zwischendruckniveau entspannt und beim Durchströmen eines zweiten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers (12) unter Aufnahme von Wärme zumindest teilweise verdampft sowie anschließend auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen eines ersten als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers (6) unter Aufnahme von Wärme verdampft sowie anschließend durch den ersten inneren Wärmeübertrager (11-1) geleitet wird.
  22. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1c, 1d) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das aus den inneren Wärmeübertragern (11-1, 11-2) als Teilmassenströme auf Hochdruckniveau ausströmende Kältemittel vermischt und anschließend an einer Abzweigstelle (18) in zwei Teilmassenströme aufgeteilt wird, wobei ein erster Teilmassenstrom auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen von als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragern (6, 12) jeweils unter Aufnahme von Wärme verdampft sowie anschließend durch den ersten inneren Wärmeübertrager (11-1) geleitet wird.
  23. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1c, 1d) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Teilmassenstrom auf Zwischendruckniveau entspannt sowie anschließend durch den zweiten inneren Wärmeübertrager (11-2) geleitet wird.
  24. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb des Klimatisierungssystems in einem Heizmodus mindestens eine Wärmeleistung bereitgestellt wird, wobei in mindestens einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (4, 4a, 4b) Wärme vom Kältemittel des Kältemittelkreislaufs (2a, 2b, 2c, 2d) an ein in einem ersten Kühlmittelkreislauf (14, 14-1, 14-2) zirkulierendes Kühlmittel und in einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager Wärme vom Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs (14, 14-1, 14-2) an eine Zuluft für den Fahrgastraum und/oder Wärme an Komponenten des Antriebsstranges übertragen werden.
  25. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb des Klimatisierungssystems in einem Kälteanlagenmodus auf einem niedrigen Temperaturniveau eine Kälteleistung bereitgestellt wird, wobei in einem als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (6) Wärme von in einem zweiten Kühlmittelkreislauf (15, 15-1) zirkulierenden Kühlmittel an das Kältemittel des Kältemittelkreislaufs (2a, 2b, 2c, 2d) und in einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager Wärme von einer Zuluft für den Fahrgastraum an das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs (15, 15-1) übertragen werden.
  26. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb des Klimatisierungssystems in einem Kälteanlagenmodus auf einem mittleren oder niedrigen Temperaturniveau eine Kälteleistung bereitgestellt wird, wobei in einem als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (12) Wärme von in einem zweiten Kühlmittelkreislauf (15, 15-2) zirkulierenden Kühlmittel an das Kältemittel des Kältemittelkreislaufs (2a, 2b, 2c, 2d) und Wärme von Komponenten des Antriebsstranges an das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs (15, 15-1) übertragen werden.
DE102018127108.5A 2018-10-30 2018-10-30 Vorrichtungen für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtungen Active DE102018127108B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018127108.5A DE102018127108B4 (de) 2018-10-30 2018-10-30 Vorrichtungen für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtungen
US16/665,211 US11370271B2 (en) 2018-10-30 2019-10-28 Device for an air conditioning system of a motor vehicle and method for operating the device
KR1020190135857A KR102266401B1 (ko) 2018-10-30 2019-10-29 자동차 공조 시스템용 장치 및 이 장치를 작동시키기 위한 방법
CN201911044180.2A CN111114244B (zh) 2018-10-30 2019-10-30 用于机动车辆的气候控制***的装置及操作该装置的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018127108.5A DE102018127108B4 (de) 2018-10-30 2018-10-30 Vorrichtungen für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102018127108A1 true DE102018127108A1 (de) 2020-04-30
DE102018127108B4 DE102018127108B4 (de) 2021-04-22

Family

ID=70325004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018127108.5A Active DE102018127108B4 (de) 2018-10-30 2018-10-30 Vorrichtungen für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtungen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11370271B2 (de)
KR (1) KR102266401B1 (de)
CN (1) CN111114244B (de)
DE (1) DE102018127108B4 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11466902B2 (en) * 2019-04-16 2022-10-11 Purdue Research Foundation Vapor compression refrigeration system
US11267318B2 (en) * 2019-11-26 2022-03-08 Ford Global Technologies, Llc Vapor injection heat pump system and controls
KR20210070789A (ko) * 2019-12-05 2021-06-15 현대자동차주식회사 차량용 기후제어시스템 및 그 제어방법
EP4308392A1 (de) * 2021-03-15 2024-01-24 Valeo Systemes Thermiques Wärmekonditionierungssystem
FR3126346A1 (fr) * 2021-08-26 2023-03-03 Valeo Systemes Thermiques Systeme de conditionnement thermique pour vehicule automobile

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5878589A (en) 1996-04-10 1999-03-09 Denso Corporation Vehicular air conditioning system for electric vehicles
US6293123B1 (en) 1999-07-30 2001-09-25 Denso Corporation Refrigeration cycle device
DE69908716T2 (de) * 1998-07-31 2004-01-15 Zexel Valeo Climate Contr Corp Kältekreislauf
DE60031808T2 (de) * 1999-07-26 2007-09-20 Denso Corp., Kariya Kühlkreisvorrichtung
DE102006035784A1 (de) * 2006-08-01 2008-02-07 Grasso Gmbh Refrigeration Technology Kälteanlage für transkritischen Betrieb mit Economiser und Niederdruck-Sammler
DE60221860T2 (de) * 2001-09-03 2008-04-30 Sinvent A/S Kompressionssystem für kühl- und heizzwecke
DE102010042127A1 (de) * 2010-10-07 2012-04-12 Audi Ag Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE112014004619T5 (de) * 2013-10-07 2016-07-14 Sanden Holdings Corporation Fahrzeug-Klimaanlageneinrichtung

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3596090B2 (ja) * 1995-06-06 2004-12-02 株式会社デンソー 車両用空調装置
US6318116B1 (en) * 2000-09-22 2001-11-20 Delphi Technologies, Inc. Plastic internal accumulator-dehydrator baffle
JP2006183950A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置及び冷蔵庫
JP2010260449A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Nippon Soken Inc 車両用空調装置
EP2491318B1 (de) * 2009-10-23 2018-05-16 Carrier Corporation Parametersteuerung in transportkühlsystem und verfahren dafür
JP5624668B2 (ja) * 2011-02-21 2014-11-12 株式会社日立製作所 車両用空調システム
JP5821756B2 (ja) * 2011-04-21 2015-11-24 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6088753B2 (ja) * 2012-06-13 2017-03-01 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6174414B2 (ja) * 2013-08-07 2017-08-02 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6192435B2 (ja) * 2013-08-23 2017-09-06 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6241595B2 (ja) * 2013-08-23 2017-12-06 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6271195B2 (ja) * 2013-09-18 2018-01-31 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP2016003828A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
KR101703604B1 (ko) * 2015-10-19 2017-02-07 현대자동차 주식회사 차량용 배터리 냉각 시스템

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5878589A (en) 1996-04-10 1999-03-09 Denso Corporation Vehicular air conditioning system for electric vehicles
DE69908716T2 (de) * 1998-07-31 2004-01-15 Zexel Valeo Climate Contr Corp Kältekreislauf
DE60031808T2 (de) * 1999-07-26 2007-09-20 Denso Corp., Kariya Kühlkreisvorrichtung
US6293123B1 (en) 1999-07-30 2001-09-25 Denso Corporation Refrigeration cycle device
DE60221860T2 (de) * 2001-09-03 2008-04-30 Sinvent A/S Kompressionssystem für kühl- und heizzwecke
DE102006035784A1 (de) * 2006-08-01 2008-02-07 Grasso Gmbh Refrigeration Technology Kälteanlage für transkritischen Betrieb mit Economiser und Niederdruck-Sammler
DE102010042127A1 (de) * 2010-10-07 2012-04-12 Audi Ag Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE112014004619T5 (de) * 2013-10-07 2016-07-14 Sanden Holdings Corporation Fahrzeug-Klimaanlageneinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
US20200130472A1 (en) 2020-04-30
CN111114244B (zh) 2023-05-02
KR20200049648A (ko) 2020-05-08
CN111114244A (zh) 2020-05-08
US11370271B2 (en) 2022-06-28
DE102018127108B4 (de) 2021-04-22
KR102266401B1 (ko) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018127108B4 (de) Vorrichtungen für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtungen
DE102006014867B4 (de) Ejektorpumpenkühlkreis
DE102013021360B4 (de) Thermomanagementsystem eines Kraftfahrzeugs und korrespondierendes Verfahren zum Betreiben eines Thermomanagementsystems eines Kraftfahrzeugs
DE102015122721B4 (de) Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben des Klimatisierungssystems
DE102014113526A1 (de) Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102013111515B4 (de) Klimaanlage für ein Fahrzeug
DE102010042127A1 (de) Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE10302356A1 (de) Kältekreislauf mit Ejektorpumpe
DE102016112089B4 (de) Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102006036549A1 (de) Ejektorpumpenkreis
DE102015103681A1 (de) Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben des Klimatisierungssystems
DE102018101514A1 (de) Kraftfahrzeugkälteanlage mit mehreren Verdampfern verschiedener Kälteleistung
DE102009007231A1 (de) Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug
DE112015002568T5 (de) Ejektor-Kühlkreislauf
DE102018114762B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE102020119813A1 (de) Kältemittelkreislauf einer kombinierten Kälteanlage und Wärmepumpe mit integriertem Dampfinjektionskreislauf
DE102018104301A1 (de) Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
DE102016112095A1 (de) System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Wärmeübertragung mit Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben des Systems
DE102016004999B3 (de) Fahrzeugklimaanlage
DE102021101127A1 (de) System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Wärmeübertragung mit Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben des Systems
DE102010004187B4 (de) Wärmepumpe für hohe Vor- und Rücklauftemperaturen
DE102017109311B4 (de) Vorrichtung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
DE102016112094B4 (de) System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Kühlung von Antriebskomponenten eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben des Systems und Verwendung des Systems in einem Kraftfahrzeug
DE102021113140A1 (de) System zum Klimatisieren der Luft eines Fahrgastraums und zur Wärmeübertragung mit Komponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben des Systems
DE102018112333A1 (de) Kältemittelkreislauf mit einer Expansions-Kompressions-Vorrichtung sowie Verfahren zum Betreiben des Kältemittelkreislaufs

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final