DE102021128480A1 - Fahrzeugklimaanlage - Google Patents

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DE102021128480A1
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air conditioning
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Julian Niedermayer
Werner Hünemörder
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Denso Automotive Deutschland GmbH
Denso Corp
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Denso Automotive Deutschland GmbH
Denso Corp
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Abstract

Es wird eine Fahrzeugklimaanlage mit einer Wärmepumpe/Kältemaschine zum Heizen und zum Kühlen und Entfeuchten der Luft in der Fahrzeugkabine (8) angegeben, die im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugklimaanlagen einen einfacheren Aufbau aufweist. Dadurch, dass eine Bypassleitung (18) zu dem Heizkondensator (6) von einer regelbaren Ventileinrichtung (16) abzweigt, ist es möglich den Kältemittelstrom durch den Heizkondensator (6) und durch die Bypassleitung (18) zu dem externen Kondensator gezielt zwischen den in Reihenschaltung verbundenen Heizkondensator (6) und externen Kondensator (10) aufzuteilen, so dass im Heizkondensator (6) bereitgestellte Wärme und damit die Temperatur der Luft in der Fahrzeugkabine gezielt geregelt werden kann. Die Regelung erfolgt auf der Kältemittelseite; eine Mischluftklappe ist nicht nötig. Dies ergibt einen vereinfachten Aufbau des Fahrzeugklimaanlage.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage mit einer Wärmepumpe/Kältemaschine zum Heizen und zum Kühlen und Entfeuchten der Luft in der Fahrzeugkabine nach Anspruch 1.
  • Herkömmliche Fahrzeugklimaanlagen weisen den in 8 gezeigten Aufbau auf. Ein Kältemittelkreislauf 2 verbindet in Reihenschaltung einen Kältemittelverdichter 4, einen Heizkondensator 6 zum Heizen der Luft in einer Fahrzeugkabine einen externen Kondensator 10 zur Wärmeabgabe an die Umgebung, und eine Verdampfereinrichtung 12, die einen Kabinenverdampfer 12-E zum Kühlen und Entfeuchten der Luft in der Fahrzeugkabine und einen Chiller 12-C zum Kühlen von externen Fahrzeugkomponenten und zur Aufnahme von Abwärme umfasst. Bei Kühlung der Kabinenluft wird der Heizkondensator 6 nicht zur Wärmeübertragung genutzt und stellt lediglich einen Leitungsabschnitt mit Druckverlust dar. Aus der DE 102015002166 A1 ist es bekannt, diesen Druckverlust durch einen Bypass zu dem Heizkondensator 6 zur vermeiden. Bei Entfeuchtung der Luft durch Abkühlung im Kabinenverdampfer 12-E und anschließender Aufheizung im Heizkondensator 6 auf die Zieltemperatur am Eintritt in die Kabine. Zur luftseitigen Regelung der Lufttemperatur in der Fahrzeugkabine 8 ist eine Luftklappe bzw. Mischluftklappe notwendig die durch den Kabinenverdampfer 12-E gekühlte und entfeuchtete Luft und durch den Heizkondensator 6 erwärmte Luft auf die gewünschte Zieltemperatur mischt. Eine Regelung der Lufttemperatur in der Fahrzeugkabine ohne Luftklappe ist nicht möglich.
  • Auch bei der DE 102015002166 A1 bei der im Falle der Entfeuchtung durch Kühlung und anschließender Erwärmung eine Luftklappe eingesetzt. Die Mischluftklappe ist ein zusätzliches mechanisches Bauteil, das zusammen mit dem notwendigen Kaltluftpfad um den Kabinenkondensator mehr Bauraum im Klimagerät benötigt.
  • Aus der US 20190070924A1 ist es zwar bekannt die Lufttemperatur in der Fahrzeugkabine kältemittelseitig ohne Luftklappe zu regeln. Jedoch sind hierbei Heizkondensator und externer Kondensator parallelgeschaltet, so dass der Heizkondensator lediglich durch ein Absperrorgan umgangen werden kann.
  • Ausgehend von der DE 102015002166 A1 ist es daher Aufgabe der Erfindung eine Fahrzeugklimaanlage anzugeben, die einen einfacheren Aufbau aufweist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Dadurch, dass die Bypassleitung zu dem Heizkondensator von einer regelbaren Ventileinrichtung abzweigt, ist es möglich den Kältemittelstrom durch den Heizkondensator und durch die Bypassleitung zu dem externen Kondensator gezielt zwischen den in Reihenschaltung verbundenen Heizkondensator und externen Kondensator aufzuteilen, so dass im Heizkondensator bereitgestellte Wärme und damit die Temperatur der Luft in der Fahrzeugkabine gezielt geregelt werden kann. Die Regelung erfolgt auf der Kältemittelseite; eine Mischluftklappe ist nicht nötig. Dies ergibt einen vereinfachten Aufbau der Fahrzeugklimaanlage.
  • Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 2 mündet die Bypassleitung direkt in den Eingang des externen Kondensators. Dadurch werden die Druckverluste im Heizkondensator und in der Ventileinrichtung vermieden.
  • Das zweite Expansionsorgan kann bei Schaltung auf den Bypass komplett geschlossen werden, um ein Kondensieren des Kältemittels in den inaktiven Heizkondensator zu verhindern. Bei ausreichend geringer Leckage - ausreichende Schließfunktion des zweiten Expansionsorgans ist kein Rückschlagventil zwischen Heizkondensator und externem Kondensator nötig - Anspruch 3.
  • Die Ventileinrichtung vor dem externen Kondensator kann nur aus einem Rückschlagventil bestehen; das zweite Expansionsorgan entfällt. Mit der kältemittelseitigen Regelung über den Bypass wird die am Heizkondensator abgegebene Wärmemenge und folglich die Ausblastemperatur zur Kabine eingestellt. Zusätzlich ist es notwendig die am externen Kondensator abgegeben Wärme zu regeln. Im Fall eines Wasser-Kondensators kann die wasserseitige Regelung des externen Kondensators genutzt werden und das zweite Expansionsorgan zwischen den Kondensatoren entfallen. Das Kondensieren in den Kabinenkondensator wird hier durch das Rückschlagventil verhindert Anspruch 4.
  • Nach Anspruch 5 ist in der Leitung zwischen Heizungskondensatorausgang und Eingang externer Kondensator dem Rückschlagventil ein zweites Expansionsorgan nachgeschaltet und die Bypassleitung mündet zwischen dem Rückschlagventil und dem zweiten Expansionsorgan in die Leitung zwischen Heizungskondensatorausgang und Eingang externer Kondensator. Falls die Leckage des zweiten Expansionsorgans von Bypassmündung in Richtung Heizkondensator zu hoch ist, um nötige Spülvorgänge zu vermeiden, kann das Rückschlagventil das Kondensieren des Kältemittels in den Heizkondensator verhindern.
  • Nach der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 ist die regelbare Ventileinrichtung ein regelbares Dreiwegeventil mit dem die Kältemittelströme gezielt und genau zwischen Bypassleitung und Heizkondensator aufgeteilt werden können.
  • Alternativ kann nach Anspruch 7 ein kombiniertes Bauteil mit zwei elektrische Expansionsventilen mit einem gemeinsamen elektrischen Antrieb oder mit zwei elektrischen Antrieben eingesetzt werden. Bei einem gemeinsamen elektrischen Antrieb können zwei identische oder unterschiedliche Ventilgeometrien eingesetzt werden. Bei identischen Ventilgeometrien zeigt sich bei Verstellung ein indirekt proportionales Verhalten, d. h. das eine Ventil öffnet sich in dem Maße wie sich das andere Ventil schließt. Dagegen kann mit zwei unterschiedlichen Ventilgeometrien auch ein nicht indirekt proportionales Verhalten erreicht werden.
  • Bei der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 8 wird das erste regelbare Expansionsventil durch ein Absperrventil ersetzt, wodurch die Regelbarkeit etwas eingeschränkt, die Kosten jedoch gesenkt werden.
  • Nach Anspruch 9 kann die Verdampfereinrichtung durch einen Kabinenverdammpfer, oder einen Chiller, oder durch eine Kombination aus Kabinenverdampfer und einen außerhalb der Fahrzeugkabine angeordneten Chiller in Parallelschaltung realisiert sein. Wenn die Verdampfereintrichtung nur aus dem Kabinenverdampfer besteht, muss der externe Kondensator durch einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher, der als Verdampfer oder Kondensator verwendet werden kann, ersetzt werden. Wenn die Verdampfereinrichtung nur aus einem Chiller besteht, erfolgt die Kühlung der Luft in der Fahrzeugkabine über einen Kühlmittel-Luft-Wärmetauscher im Klimagerät, der über einen Kühlmittelkreislauf mit dem außerhalb des Klimageräts angeordneten Chiller verbunden ist.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Es zeigt
    • 1 das Regelungsprinzip der Lufttemperatur in der Fahrzeugkabine mit Luftklappe bei einer herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage - luftseitige Regelung der Kabinentemperatur- im Vergleich zu der kältemittelseitigen Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
    • 4 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
    • 5 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
    • 6 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
    • 7 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der Erfindung; und
    • 8 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage zum Kühlen und zum Kühlen, Entfeuchten und Wiedererwärmen der Luft in der Fahrzeugkabine.
  • 1 illustriert das Regelungsprinzip der Lufttemperatur in der Fahrzeugkabine 8 mit einer Luftklappe 14 bei einer herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage - luftseitige Regelung - im Vergleich zu der kältemittelseitigen Regelung der Lufttemperatur in der Fahrzeugkabine gemäß der vorliegenden Erfindung. Herkömmlich erfolgt die Regelung der Lufttemperatur in der Fahrzeugkabine 8 luftseitig durch Mischung von im Kabinenverdampfer 12-1 gekühlter und entfeuchteter Luft mit einem Luftteilstrom, der anschließend durch den Heizungskondensator 6 wieder erwärmt wird mittels der Luftklappe 14. Durch Einstellung des Mischungsverhältnisses mit der Luftklappe 14 ergibt sich eine gewünschte Zieltemperatur des Luftstroms in die Fahrzeugkabine. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt diese Temperaturregelung ohne Luftklappe 14 und ohne Mischung von Teilluftströmen auf der Kältemittelseite durch gezielte Aufteilung des in dem Kältemittelverdichter 4 komprimierten Kältemittelgases über eine regelbare Ventileinrichtung 16 in einen Teilkältemittelstrom zum Heizungskondensator 6 und einen Teilkältemittelstrom in eine Bypassleitung zum Heizungskondensator 6. Die Luftklappe 14 erübrigt sich daher.
  • 2 bis 7 zeigen schematische Blockschaltbilder von sechs Ausführungsformen der Erfindung.
  • 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Fahrzeugklimaanlage mit einem Kältekreislauf 2, der in Reihenschaltung ein erstes Expansionsorgan EXV1, eine Verdampfereinrichtung 12 in Form eines Kabinenverdampfers 12-E, einen Kältemittelverdichter 4, einen Heizungskondensator 6 einer Ventileinrichtung 15 in Form eines zweiten Expansionsorgan EXV2 und einen externen Kondensator 10 aufweist. Die Verdampfereinrichtung 12 bzw. der Kabinenverdampfer 12-E umfasst einen Verdampfereingang 12-1 und einen Verdampferausgang 12-2. Der Kältemittelverdichter4 umfasst einen Niederdruckeingang 4-1 und einen Hochdruckeingang 4-2. Der Heizungskondensator 6 umfasst einen Heizungskondensatoreingang 6-1 und einen Heizungskondensator 6-2. Der externe Kondensator 10 umfasst einen Eingang 10-1 und einen Ausgang 10-2. Zwischen dem Heizungskondensator 6 und dem Kältemittelverdichter 4 ist eine regelbare Ventileinrichtung 16 in Form eines Dreiwegeventils 20 mit proportionaler Regelcharakteristik angeordnet. Das Dreiwegeventil 20 umfasst einen Ventileingang 20-1 und einen ersten und zweiten Ventilausgang 20-2, 20-3. Der Ventileingang 20-1 ist mit dem Hochdruckausgang 4-2 des Kältemittelverdichters verbunden. Der erste Ventilausgang 20-2 ist mit dem Heizkondensatoreingang 6-1 verbunden. Von dem zweiten Ventilausgang 20-3 zweigt eine Bypassleitung 18 ab, die in eine Leitung 22 zwischen dem Heizungskondensator 6 und dem externen Kondensator 10 mündet, wobei die Einmündung stromabwärts oder ausgangsseitig des zweiten Expansionsorgans EXV2 erfolgt.
  • Die nachfolgenden Tabelle 1 zeigt die verschieden Ventilzustände bei den Betriebsarten Heizen, Kühlen und Wiederaufheizen nach Kühlung und Entfeuchtung der Ausführungsform nach 2: Tabelle 1
    Betriebsart Massenstromaufteilung durch Dreiwegeventil EXV2
    Heizen Bypassleitung 18 geschlossen, Leitung zum Heizkondensator 6 offen Geregelt, um die gewünschte Unterkühlung nach dem Heizkondensator 6 einzustellen
    Kühlen Bypassleitung 18 offen, Leitung zum Heizkondensator 6 geschlossen geschlossen
    Wiederaufheizen Geregelter Massenstrom zum Heizkondensator 6, um die gewünschte Kabinentemperatur zu erreichen Offen / regelt Druckniveau und folglich Leistung des externen Kondensators 10
  • Die zweite Ausführungsform nach 3 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nach 2 lediglich dadurch, dass die regelbare Ventileinrichtung 16 durch ein Absperrventil 24 und ein elektrisches Expansionsventil 26 gebildet wird. Das elektrische Expansionsventil 26 ist eingangsseitig mit dem Hochdruckausgang 4-2 des Kältemittelverdichters 4 verbunden und ausgangsseitig zweigt die Bypassleitung 18 ab. Das Absperrventil 24 ist eingangsseitig mit dem Hochdruckausgang 4-2 des Kältemittelverdichters 4 und ausgangsseitig mit dem Heizungskondensatoreingang 6-1 verbunden.
  • Die nachfolgenden Tabelle 2 zeigt die verschieden Ventilzustände bei den Betriebsarten Heizen, Kühlen und Wiederaufheizen nach Kühlung und Entfeuchtung der Ausführungsform nach 3: Tabelle 2
    Betriebsart EXV 26 in 18 EXV2 Absperrventil 24
    Heizen geschlossen Geregelt, um die gewünschte Unterkühlung nach dem Heizkondensator 6 einzustellen offen
    Kühlen Offen geschlossen geschlossen
    Wiederaufheizen Geregelter Massenstrom zum Heizkondensator 6, um die gewünschte Kabinentemperatur zu erreichen Offen / regelt Druckniveau und folglich Leistung des externen Kondensators 10 Offen
  • Die dritte Ausführungsform nach 4 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nach 2 lediglich dadurch, dass das zweite Expansionsorgan EXV2 durch ein Rückschlagventil 28 ersetzt wird.
  • Die nachfolgenden Tabelle 3 zeigt die verschieden Ventilzustände bei den Betriebsarten Heizen, Kühlen und Wiederaufheizen nach Kühlung und Entfeuchtung er Ausführungsform nach 4: Tabelle 3
    Betriebsart Massenstromaufteilung durch Dreiwegeventil
    Heizen Bypassleitung 18 geschlossen
    Kühlen Bypassleitung 18 offen
    Wiederaufheizen Geregelter Massenstrom zum Heizkondensator 6, um die gewünschte Kabinentemperatur zu erreichen
  • Die vierte Ausführungsform nach 5 unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform nach 3 lediglich dadurch, dass das zweite Expansionsorgan EXV2 durch ein Rückschlagventil 28 ersetzt wird.
  • Die nachfolgenden Tabelle 4 zeigt die verschieden Ventilzustände bei den Betriebsarten Heizen, Kühlen und Wiederaufheizen nach Kühlung und Entfeuchtung der Ausführungsform nach 5: Tabelle 4
    Betriebsart EXV 26 in 18 Absperrventil 24
    Heizen geschlossen offen
    Kühlen offen geschlossen
    Wiederaufheizen Geregelter Massenstrom zum Heizkondensator 6, um die gewünschte Kabinentemperatur zu erreichen offen
  • Die fünfte Ausführungsform nach 6 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nach 2 lediglich dadurch, dass dem zweiten Expansionsorgan EXV2 ein Rückschlagventil 28 vorgeschaltet ist, und dass die Bypassleitung 18 zwischen dem Rückschlagventil 28 und dem zweiten Expansionsorgan EXV2 in die Leitung 22 zwischen Heizungskondensator 6 und externem Kondensator 10 mündet.
  • Die nachfolgenden Tabelle 5 zeigt die verschieden Ventilzustände bei den Betriebsarten Heizen, Kühlen und Wiederaufheizen nach Kühlung und Entfeuchtung der Ausführungsform nach 6: Tabelle 5
    Betriebsart Massenstromaufteilung durch Dreiwegeventil EXV2
    Heizen Bypassleitung 18 geschlossen, Leitung zum Heizkondensator 6 offen Geregelt, um die gewünschte Unterkühlung nach dem Heizkondensator 6 einzustellen
    Kühlen Bypassleitung 18 offen, Leitung zum Heizkondensator geschlossen Offen
    Wiederaufheizen Geregelter Massenstrom zum Heizkondensator 6, um die gewünschte Kabinentemperatur zu erreichen offen / regelt Druckniveau und folglich Leistung des externen Kondensators
  • Die sechste Ausführungsform nach 7 unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform nach 4 lediglich dadurch, dass die regelbare Ventileinrichtung 16 analog zur zweiten Ausführungsform nach 3 durch eine Absperrventil 24 und ein elektrisches Expansionsventil 26 gebildet ist. Tabelle 6
    Betriebsart EXV 26 in 18 EXV2 Absperrventil 24
    Heizen Geschlossen Geregelt, um die gewünschte Unterkühlung nach dem Heizkondensator 6 einzustellen offen
    Kühlen Offen offen geschlossen
    Wiederaufheizen Geregelter Massenstrom zum Heizkondensator 6, um die gewünschte Kabinentemperatur zu erreichen Offen / regelt Druckniveau und folglich Leistung des externen Kondensators offen
  • Die Verdampfereinrichtung 12 kann bei allen Ausführungsformen als Chiller, alternativ als Kabinenverdampfer, oder als Parallelschaltung von Kabinenverdampfer 12-E und Chiller 12-C ausgeführt sein. Wenn die Verdampfereintrichtung 12 nur aus dem Kabinenverdampfer 12-E besteht, muss der externe Kondensator 10 durch einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher, der als Verdampfer oder Kondensator verwendet werden kann, ersetzt werden. Wenn die Verdampfereinrichtung 12 nur aus einem Chiller 12-C besteht, erfolgt die Kühlung der Luft in der Fahrzeugkabine 8 über einen Kühlmittel-Luft-Wärmetauscher im Klimagerät, der über einen Kühlmittelkreislauf mit dem außerhalb des Klimageräts angeordneten Chiller 12-C verbunden ist.
  • Die regelbare Ventileinrichtung 16 kann bei der zweiten, 3, vierten, 5 und sechsten Ausführungsform nach 7 durch ein erstes und ein zweites elektrisches Expansionsventil gebildet sein. D. h. das Absperrventil 24 wird bei diesen Ausführungsformen durch ein elektrisches Expansionsventil ersetzt.
  • Bezugszeichenliste
  • EXV1
    erstes Expansionsorgan
    EXV2
    zweites Expansionsorgan
    2
    Kältemittelkreislauf
    4
    Kältemittelverdichter
    4-1
    Niederdruckeingang von 4
    4-2
    Hochdruckausgang von 4
    6
    Heizkondensator
    6-1
    Heizungskondensatoreingang
    6-2
    Heizungskondensatorausgang
    8
    Fahrzeugkabine
    10
    externer Kondensator
    10-1
    Eingang externer Kondensator 10
    10-2
    Ausgang externer Kondensator 10
    12
    Verdampfereinrichtung
    12-1
    Verdampfereingang
    12-2
    Verdampferausgang
    12-E
    Kabinenverdampfer
    12-C
    Chiller
    14
    Luftklappe
    15
    Ventileinrichtung
    16
    regelbare Ventileinrichtung
    18
    Bypassleitung
    20
    Dreiwegeventil
    20-1
    Ventileingang
    20-2
    erster Ventilausgang
    20-3
    zweiter Ventilausgang
    22
    Leitung zwischen 6 und 10
    24
    Absperrventil
    26
    elektrisches Expansionsventil
    28
    Rückschlagventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015002166 A1 [0002, 0003, 0005]
    • US 20190070924 A1 [0004]

Claims (9)

  1. Fahrzeugklimaanlage mit einer Wärmepumpe/Kältemaschine, die einen Kältemittelkreislauf (2) umfasst, und die zum Heizen einer Fahrzeugkabine (8) und zum Kühlen und Entfeuchten der Fahrzeugkabine (8) betreibbar ist, umfassend: - eine Verdampfereinrichtung (12), die einen Verdampfereingang (12-1) und einen Verdampferausgang (12-2) aufweist, - ein erstes Expansionsorgan (EXV1), das der Verdampfereinrichtung (16) vorgeschaltet ist, - einen Kältemittelverdichter (4), der einen Hochdruckausgang (4-2) und einen Niederdruckeingang (4-1) aufweist, wobei der Niederdruckeingang (4-1) mit dem Verdampferausgang (12-2) verbunden ist, - einen Heizkondensator (6) zum Beheizen der Fahrzeugkabine (8), der einen Heizkondensatoreingang (6-1) und einen Heizkondensatorausgang (6-2) aufweist, - einen externen Kondensator (10) zur Abgabe von Abwärme, der einen Eingang (10-1) und einen Ausgang (10-2) aufweist, wobei der Heizkondensatorausgang (6-2) und der Eingang (10-1) des externen Kondensators (10) über eine Ventileinrichtung (15) in einer Leitung (22) verbunden sind, und wobei der Kondensatorausgang (10-2) des externen Kondensators mit dem ersten Expansionsorgan (EXV1) verbunden ist, und - eine Bypassleitung (18), die von einer regelbaren Ventileinrichtung (16) zwischen dem Heizkondensatoreingang (6-1) und dem Hochdruckausgang (4-2) des Kältemittelverdichters (4) abzweigt und in die Leitung (22) zwischen Heizkondensatorausgang(6-2) und Eingang (10-1) des externen Kondensators (10) mündet.
  2. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (18) mit dem Eingang (10-1) des externen Kondensators (10) verbunden ist.
  3. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) ein zweites Expansionsventil (EXV2) umfasst, das mit dem Heizungskondensatorausgang (6-2) verbunden ist.
  4. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) ein Rückschlagventil (28) umfasst, das mit dem Heizungskondensatorausgang (6-2) verbunden ist.
  5. Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) ein zweites Expansionsorgan (EXV2) in der Leitung (22) umfasst, das dem Rückschlagventil (28) nachgeschaltet ist, und dass die Bypassleitung (18) zwischen dem Rückschlagventil (28) und dem zweiten Expansionsorgan (EXV2) in die Leitung (22) zwischen Heizkondensator (6) und externem Kondensator (10) mündet.
  6. Fahrzeugklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die regelbare Ventileinrichtung (16) ein regelbares Dreiwegeventil (20) mit einem Ventileingang (20-1) und einem ersten und einem zweiten Ventilausgang (20-2, 20-3) ist, dass der Ventileingang (20-1) mit dem Hochdruckausgang (4-2) des Kältemittelverdichters (4) verbunden ist, dass der erste Ventilausgang (20-2) mit dem Heizkondensatoreingang (6-1) verbunden ist, und dass die Bypassleitung (18) von dem zweiten Ventilausgang (20-3) abzweigt.
  7. Fahrzeugklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die regelbare Ventileinrichtung (16) ein erstes und ein zweites regelbares Expansionsventil (26) umfasst, dass das erste regelbare Expansionsventil eingangsseitig mit dem Hochdruckausgang (4-2) des Kältemittelverdichters (4) und ausgangsseitig mit dem Heizkondensatoreingang (6-1) verbunden ist, und dass das zweite regelbare Expansionsventil (26) eingangsseitig mit dem Hochdruckausgang (4-2) des Kältemittelverdichters (4) verbunden ist und dass ausgangsseitig die Bypassleitung (18) abzweigt.
  8. Fahrzeugklimaanlage Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des ersten regelbaren Expansionsventils (24) ein Absperrventil vorgesehen ist.
  9. Fahrzeugklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Verdampfereinrichtung (12) durch einen Kabinenverdampfer (12-E), oder durch einen Chiller (12-C), oder durch einen Kabinenverdampfer (12-E) und einen Chiller (12-C) in Parallelschaltung realisiert ist.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014108454A1 (de) 2014-06-16 2015-12-17 Denso Automotive Deutschland Gmbh Kältemittelkreislauf mit einer Bypassleitung
DE102015002166A1 (de) 2015-02-19 2016-08-25 Audi Ag Fahrzeugklimaanlage mit Reheat-Betrieb
US20190070924A1 (en) 2017-09-07 2019-03-07 Tesla, Inc. Optimal source electric vehicle heat pump with extreme temperature heating capability and efficient thermal preconditioning
DE102020111511A1 (de) 2019-05-31 2020-12-03 Hanon Systems Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung für batterie-betriebene Fahrzeuge und Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung
CN112706578A (zh) 2020-07-28 2021-04-27 比亚迪股份有限公司 汽车电池热管理***、汽车热管理***及电动汽车
DE102020119813A1 (de) 2020-07-28 2022-02-03 Hanon Systems Kältemittelkreislauf einer kombinierten Kälteanlage und Wärmepumpe mit integriertem Dampfinjektionskreislauf

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08258544A (ja) * 1995-03-22 1996-10-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気自動車用ヒートポンプ冷暖房除湿装置
KR101787075B1 (ko) * 2016-12-29 2017-11-15 이래오토모티브시스템 주식회사 자동차용 히트펌프
CN112248743B (zh) * 2020-09-22 2023-04-11 艾泰斯热***研发(上海)有限公司 双温区室外换热器热泵***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014108454A1 (de) 2014-06-16 2015-12-17 Denso Automotive Deutschland Gmbh Kältemittelkreislauf mit einer Bypassleitung
DE102015002166A1 (de) 2015-02-19 2016-08-25 Audi Ag Fahrzeugklimaanlage mit Reheat-Betrieb
US20190070924A1 (en) 2017-09-07 2019-03-07 Tesla, Inc. Optimal source electric vehicle heat pump with extreme temperature heating capability and efficient thermal preconditioning
DE102020111511A1 (de) 2019-05-31 2020-12-03 Hanon Systems Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung für batterie-betriebene Fahrzeuge und Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung
CN112706578A (zh) 2020-07-28 2021-04-27 比亚迪股份有限公司 汽车电池热管理***、汽车热管理***及电动汽车
DE102020119813A1 (de) 2020-07-28 2022-02-03 Hanon Systems Kältemittelkreislauf einer kombinierten Kälteanlage und Wärmepumpe mit integriertem Dampfinjektionskreislauf

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