DE102022102740A1 - Method for operating a refrigerant circuit and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises (10) für ein Kraftfahrzeug, bei welchem zumindest ein erster Verdichter (14) und zweiter Verdichter (16) gemeinsam oder jeweils alleine ein Kältemittel durch den Kältemittelkreis (10) hindurch fördern. Der erste Verdichter (14) weist eine geringere maximale Förderleistung auf als der zweite Verdichter (16). Zumindest während einer ersten Zeitspanne des Betreibens des Kältemittelkreises (10) wird der zweite Verdichter (16) alleine betrieben, wenn ein durch den Kältemittelkreis (10) hindurch zu fördernder Massenstrom des Kältemittels größer ist als ein Massenstrom des Kältemittels, welcher aufgrund eines Betreibens alleine des ersten Verdichters (14) mit seiner maximalen Förderleistung erreichbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreis (10). The invention relates to a method for operating a refrigerant circuit (10) for a motor vehicle, in which at least a first compressor (14) and a second compressor (16) convey a refrigerant through the refrigerant circuit (10) together or individually. The first compressor (14) has a lower maximum delivery capacity than the second compressor (16). At least during a first period of time when the refrigerant circuit (10) is being operated, the second compressor (16) is operated alone if a mass flow of the refrigerant to be conveyed through the refrigerant circuit (10) is greater than a mass flow of the refrigerant which, due to the operation alone of the first compressor (14) can be reached with its maximum capacity. The invention also relates to a motor vehicle with a refrigerant circuit (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises für ein Kraftfahrzeug, bei welchem zumindest ein erster Verdichter und ein zweiter Verdichter gemeinsam oder jeweils alleine ein Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch fördern. Hierbei weist der erste Verdichter eine geringere maximale Förderleistung auf als der zweite Verdichter. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreis.The invention relates to a method for operating a refrigerant circuit for a motor vehicle, in which at least a first compressor and a second compressor convey a refrigerant through the refrigerant circuit together or individually. In this case, the first compressor has a lower maximum delivery capacity than the second compressor. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with a refrigerant circuit.
Die
Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass eine derartige Betriebsweise mit unerwünschten, sich sprunghaft ändernden Betriebszuständen einhergeht. Dies liegt darin begründet, dass der erste Kompressor abgeschaltet und somit vollständig und plötzlich außer Betrieb genommen wird, während zugleich der zweite Kompressor plötzlich angeschaltet beziehungsweise in Betrieb genommen wird.The fact that such a mode of operation is associated with undesirable, suddenly changing operating states is to be regarded as disadvantageous here. The reason for this is that the first compressor is switched off and thus completely and suddenly taken out of operation, while at the same time the second compressor is suddenly switched on or put into operation.
Die
Des Weiteren beschreibt die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art schaffen, welches eine besonders gleichmäßige Förderung von Kältemittel mit sich bringt, und ein zur Durchführung des Verfahrens ausgebildetes Kraftfahrzeug zu anzugeben.The object of the present invention is to create a method of the type mentioned at the outset, which entails a particularly uniform delivery of refrigerant, and to specify a motor vehicle designed to carry out the method.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a motor vehicle having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises für ein Kraftfahrzeug fördern zumindest ein erster Verdichter und ein zweiter Verdichter gemeinsam oder jeweils alleine ein Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch. Hierbei weist der erste Verdichter eine geringere maximale Förderleistung auf als der zweite Verdichter. Zumindest während einer ersten Zeitspanne des Betreibens des Kältemittelkreises wird der zweite Verdichter alleine betrieben, wenn ein durch den Kältemittelkreis hindurch zu fördernder Massenstrom des Kältemittels größer ist als ein Massenstrom des Kältemittels, welcher aufgrund eines Betreibens alleine des ersten Verdichters mit seiner maximalen Förderleistung erreichbar ist.In the method according to the invention for operating a refrigerant circuit for a motor vehicle, at least a first compressor and a second compressor convey a refrigerant through the refrigerant circuit together or individually. In this case, the first compressor has a lower maximum delivery capacity than the second compressor. At least during a first period of time of operating the refrigerant circuit, the second compressor is operated alone if a mass flow of refrigerant to be conveyed through the refrigerant circuit is greater than a mass flow of refrigerant that can be achieved by operating the first compressor alone at its maximum delivery capacity.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es sinnvoll ist dann, wenn ohnehin ein vergleichsweise hoher Bedarf an durch das Betreiben des Kältemittelkreises bereitstellbarer Kälteleistung absehbar ist, direkt von Beginn der Inbetriebnahme des Kältemittelkreises an den zweiten, leistungsfähigeren Verdichter alleine zu betreiben. Wenn nämlich stattdessen zunächst der erste Verdichter alleine betrieben würde, dessen Förderleistung nicht zum Bereitstellen des durch den Kältemittelkreis hindurch zu fördernden Massenstroms ausreicht, müsste ohnehin der zweite Verdichter hinzugenommen beziehungsweise gemeinsam mit dem ersten Verdichter betrieben werden, um den geforderten Massenstrom des Kältemittels bereitzustellen.This is based on the finding that it makes sense to operate the second, more powerful compressor alone right from the start of the commissioning of the refrigerant circuit if a comparatively high demand for cooling capacity that can be provided by operating the refrigerant circuit is foreseeable anyway. If instead the first compressor were initially operated alone, the delivery capacity of which is not sufficient to provide the mass flow to be delivered through the refrigerant circuit, the second compressor would have to be added anyway or operated together with the first compressor in order to provide the required mass flow of refrigerant.
Der damit einhergehende Aufwand, welcher durch das Inbetriebnehmen zunächst des ersten Verdichters und dann des zweiten Verdichters bedingt wäre, lässt sich vorliegend in vorteilhafter Weise vermeiden. Denn der zweite Kältemittelverdichter wird von Beginn der Inbetriebnahme des Kältemittelkreises an aktiviert beziehungsweise in Betrieb genommen, um den Massenstrom bereitzustellen, welcher durch den Kältemittelkreis hindurch zu fördern ist. Dies bringt eine besonders gleichmäßige Förderung von Kältemittel mit sich, da Betriebssprünge vermieden werden, welche mit dem Einschalten und Ausschalten der Verdichter einhergehen können.The associated effort, which would be caused by starting up first the first compressor and then the second compressor, can be advantageously avoided in the present case. This is because the second refrigerant compressor is activated or put into operation from the start of the commissioning of the refrigerant circuit in order to provide the mass flow which is to be conveyed through the refrigerant circuit. This entails a particularly even conveyance of refrigerant, since operational jumps, which can be associated with switching the compressor on and off, are avoided.
Die Verwendung der zumindest zwei Verdichter oder Kältemittelverdichter, welche im Hinblick auf das Fördervolumen beziehungsweise die Förderleistung voneinander unterschiedlich dimensioniert sind, geht außerdem mit einer Reihe von weiteren Vorteilen einher.The use of at least two compressors or refrigerant compressors, which are dimensioned differently from one another with regard to the delivery volume or the delivery capacity, is also associated with a number of other advantages.
Es kann nämlich je nach dem Bedarf an Kälteleistung oder Heizleistung, welche der Kältemittelkreis im Betrieb bereitstellen soll, zumindest einer der Verdichter alleine betrieben werden, oder es können die wenigstens zwei Verdichter gemeinsam betrieben werden.Depending on the need for cooling capacity or heating capacity, which the refrigerant circuit is intended to provide during operation, at least one of the compressors can be operated alone, or the at least two compressors can be operated together.
Und da die maximale Förderleistung des ersten Verdichter geringer ist als die des zweiten Verdichters, ist es möglich, den Kältemittelkreis mit einem besonders geringen Massenstrom an Kältemittel zu betreiben. Denn wenn bei einem sehr geringen Kälteleistungsbedarf oder Heizleistungsbedarf lediglich der erste Verdichter betrieben wird, so durchströmt auch nur ein sehr geringer Massenstrom an Kältemittel die Leitungen und sonstigen Komponenten des Kältemittelkreises.And since the maximum capacity of the first compressor is lower than that of the second compressor, it is possible to operate the refrigerant circuit with a particularly low mass flow of refrigerant. Because if only the first compressor is operated when there is a very low cooling capacity requirement or heating capacity requirement, then only a very small mass flow of refrigerant flows through the lines and other components of the refrigerant circuit.
Dadurch kann insbesondere vermieden werden, dass einer der Verdichter getaktet betrieben wird, also alternierend angeschaltet und abgeschaltet wird, um bei einem dauerhaften Fördern eines minimalen Massenstroms an Kältemittel ein Vereisen wenigstens eines Verdampfers des Kältemittelkreises zu vermeiden. Das Vermeiden eines derartigen getakteten Betriebs oder Zwei-Punkt-Regelbetriebs des ersten und/oder des zweiten Verdichters des Kältemittelkreises ist im Hinblick auf eine lang anhaltende Funktionstüchtigkeit des Verdichters vorteilhaft.In particular, this can prevent one of the compressors from being operated in a clocked manner, ie being switched on and off alternately, in order to prevent at least one evaporator of the refrigerant circuit from icing up when a minimal mass flow of refrigerant is continuously conveyed. Avoiding such a clocked operation or two-point control operation of the first and/or the second compressor of the refrigerant circuit is advantageous with regard to a long-lasting functionality of the compressor.
Selbst wenn ein Takten des Verdichters trotz der Verwendung des kleinen, ersten Verdichters in einzelnen Betriebssituationen nicht vermeidbar sein sollte, so ist dieser Taktbetrieb zeitlich betrachtet zumindest deutlich eingeschränkt im Vergleich zu einer Konstellation, bei welcher alleine der größere, zweite Verdichter in Gebrauch ist.Even if cycling of the compressor is unavoidable in individual operating situations despite the use of the small, first compressor, this cycle operation is at least significantly limited in terms of time compared to a constellation in which only the larger, second compressor is in use.
Verdichter mit unterschiedlich großen maximalen Förderleistungen sind üblicherweise von ihren Abmessungen her unterschiedlich groß dimensioniert. Aufgrund von Einschränkungen hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraums lässt sich jedoch ein einzelner, großer Verdichter in dem Kraftfahrzeug oft weniger leicht unterbringen als zwei Verdichter oder Kältemittelverdichter, welche voneinander verschiedene maximale Förderleistungen aufweisen.Compressors with different maximum delivery rates are usually dimensioned differently in terms of their dimensions. Due to limitations in terms of the available installation space, however, it is often less easy to accommodate a single, large compressor in the motor vehicle than two compressors or refrigerant compressors, which have different maximum delivery capacities.
Das Vorsehen der wenigstens zwei Kältemittelverdichter, welche voneinander verschiedene maximale Förderleistungen aufweisen, ist somit auch im Hinblick auf die Ausnutzung des in dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraums vorteilhaft. Dies gilt insbesondere, wenn der erste Verdichter und der zweite Verdichter an unterschiedlichen Orten oder Stellen innerhalb des Kältemittelkreises angeordnet sind.The provision of at least two refrigerant compressors, which have different maximum conveying capacities, is therefore also advantageous with regard to the utilization of the installation space available in the motor vehicle. This applies in particular if the first compressor and the second compressor are arranged at different locations or locations within the refrigerant circuit.
Vorzugsweise wird im Anschluss an die erste Zeitspanne der erste Verdichter in Betrieb genommen und zusätzlich zu dem zweiten Verdichter betrieben. Dies ist etwa dann sinnvoll, wenn im Anschluss an die erste Zeitspanne ein Massenstrom durch den Kältemittelkreis hindurch gefördert werden soll, welcher größer ist als ein aufgrund eines Betreibens alleine des zweiten Verdichters mit seiner maximalen Förderleistung erreichbarer Massenstrom des Kältemittels. Des Weiteren kann auch durch das Zuschalten des ersten Verdichters zu dem zweiten Verdichter eine sehr gleichmäßige Förderung des Kältemittels durch den Kältemittelkreis hindurch erreicht werden. Denn auch bei der Inbetriebnahme weist der erste Verdichter vorzugsweise eine geringere minimale Förderleistung auf als der zweite Verdichter.After the first period of time, the first compressor is preferably put into operation and operated in addition to the second compressor. This makes sense, for example, if a mass flow is to be pumped through the refrigerant circuit after the first period of time, which is greater than a mass flow of the refrigerant that can be achieved by operating the second compressor alone at its maximum pumping capacity. Furthermore, by connecting the first compressor to the second compressor, a very uniform conveyance of the refrigerant through the refrigerant circuit can also be achieved. This is because the first compressor preferably has a lower minimum delivery capacity than the second compressor even when it is started up.
Vorzugsweise wird im Anschluss an ein gemeinsames Betreiben des ersten Verdichters und des zweiten Verdichters der zweite Verdichter wieder alleine betrieben, wenn der durch den Kältemittelkreis hindurch zu fördernde Massenstrom des Kältemittels geringer ist als ein aufgrund des Betreibens alleine des zweiten Verdichters mit seiner maximalen Förderleistung erreichbarer Massenstrom des Kältemittels.Preferably, following joint operation of the first compressor and the second compressor, the second compressor is again operated alone if the mass flow of refrigerant to be conveyed through the refrigerant circuit is lower than a mass flow that can be achieved by operating the second compressor alone at its maximum delivery capacity of the refrigerant.
So kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass es im Anschluss an das gemeinsame Betreiben des ersten Verdichters zusätzlich zu dem zuvor bereits in Betrieb genommenen zweiten Verdichter effizienter sein kann, lediglich einen der beiden Verdichter, nämlich den zweiten Verdichter, zu betreiben. In vorteilhafter Weise geht das Zuschalten und Wegschalten des ersten Verdichters mit geringeren Sprüngen im Betrieb des Kältemittelkreises einher als dies beim Zuschalten oder Wegschalten des zweiten Kältemittelverdichters der Fall wäre.In this way, account can be taken of the fact that, following the joint operation of the first compressor, it can be more efficient to operate only one of the two compressors, namely the second compressor, in addition to the second compressor that has already been put into operation. Advantageously, the switching on and off of the first compressor is associated with smaller jumps in the operation of the refrigerant circuit than would be the case when switching on or off the second refrigerant compressor.
Es kann vorgesehen sein, dass während der ersten Zeitspanne der erste Verdichter alleine betrieben wird, wenn der durch den Kältemittelkreis hindurch zu fördernde Massenstrom des Kältemittels geringer ist als der aufgrund des Betreibens alleine des ersten Verdichters mit seiner maximalen Förderleistung erreichbare Massenstrom des Kältemittels. Wenn also beispielsweise festgestellt wird, dass ohnehin ein vergleichsweise geringer Massenstrom an Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch gefördert werden soll, so ist es ausreichend, zu Beginn der Inbetriebnahme des Kältemittelkreises lediglich den ersten Verdichter in Betrieb zu nehmen. Auch dies ist der besonders gleichmäßigen Förderung von Kältemittel durch die Leitungen und sonstigen Komponenten des Kältemittelkreises hindurch förderlich.Provision can be made for the first compressor to be operated alone during the first period of time if the refrigerant mass flow to be conveyed through the refrigerant circuit is lower than the refrigerant mass flow that can be achieved by operating the first compressor alone at its maximum conveying capacity. If, for example, it is determined that a comparatively small mass flow of refrigerant is to be conveyed through the refrigerant circuit anyway, it is sufficient to start up only the first compressor at the beginning of the commissioning of the refrigerant circuit. This is also conducive to the particularly uniform conveyance of refrigerant through the lines and other components of the refrigerant circuit.
Des Weiteren kann durch Betreiben alleine des ersten Verdichters erreicht werden, dass sich im Betrieb des ersten Verdichters insbesondere mit seiner minimalen Förderleistung ein entsprechend geringer Massenstrom an Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch einstellt. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise ein Bereitstellen einer unerwünscht großen Kälteleistung vermieden werden kann, welche andernfalls zu einem Vereisen wenigstens eines Verdampfers des Kältemittelkreis führen könnte.Furthermore, by operating the first compressor alone, a correspondingly low mass flow of refrigerant through the refrigerant circuit can be achieved during operation of the first compressor, in particular with its minimum delivery capacity. This is advantageous because in this way it is possible to avoid providing an undesirably large cooling output which would otherwise at least lead to icing of an evaporator in the refrigerant circuit.
Insbesondere bei einer niedrigen angeforderten Kälteleistung kann demnach unmittelbar und alleine der erste Kältemittelverdichter betrieben werden, also unter Ausschluss des Weiteren, in diesem Fall zweiten Kältemittelverdichters.In particular, when the required refrigerating capacity is low, the first refrigerant compressor can be operated directly and alone, ie to the exclusion of the other, in this case, second refrigerant compressor.
Als Maßnahme zur Vermeidung der Vereisung eines Verdampfers aufgrund zu hoher umgesetzter Kälteleistung kann in an sich bekannter Weise ein Taktbetrieb des Verdichters umgesetzt werden. Vorliegend kann ein gegebenenfalls erforderliches Einsetzen eines solchen Taktbetriebs später und/oder in einer geringeren Häufigkeit erfolgen, wenn der in Bezug auf das Hubvolumen beziehungsweise die Förderleistung kleiner dimensionierte erste Verdichter alleine betrieben wird.As a measure to prevent the evaporator from icing up due to too much refrigeration capacity being converted, cycle operation of the compressor can be implemented in a manner known per se. In the present case, such a cycle operation, which may be necessary, can take place later and/or less frequently if the first compressor, which is smaller in terms of displacement or delivery capacity, is operated alone.
Wenn dann während des Betreibens alleine des ersten Verdichters ein grö-ßerer Massenstrom an Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch gefördert werden soll, als dies beim Betreiben des ersten Verdichters mit seiner maximalen Förderleistung möglich ist, so kann zusätzlich der zweite Verdichter in Betrieb genommen werden und quasi den ersten Verdichter beim Fördern des Kältemittels unterstützen.If, during the operation of the first compressor alone, a larger mass flow of refrigerant is to be conveyed through the refrigerant circuit than is possible when the first compressor is operated at its maximum capacity, the second compressor can also be put into operation and quasi support the first compressor in conveying the refrigerant.
Sollte sich hierbei herausstellen, dass ein Betreiben lediglich des zweiten Verdichters zur Bereitstellung der geforderten Kälteleistung ausreichend, und/oder darüber hinaus noch effizienter ist als das gemeinsame Betreiben des ersten Verdichters und des zweiten Verdichters, so kann der zweite Verdichter alleine betrieben und der erste Verdichter außer Betrieb genommen werden. Auch dies ist einem besonders effizienten und störungsfreien Betrieb des Kältemittelkreises zuträglich.If it turns out that operating only the second compressor is sufficient to provide the required cooling capacity and/or is even more efficient than operating the first compressor and the second compressor together, the second compressor can be operated alone and the first compressor be taken out of service. This is also conducive to particularly efficient and trouble-free operation of the refrigerant circuit.
Vorzugsweise ist bei einem Betreiben alleine des ersten Verdichters mit seiner maximalen Förderleistung der durch den Kältemittelkreis hindurch geförderte Massenstrom des Kältemittels einem Massenstrom des Kältemittels im Wesentlichen gleich, welcher bei einem Betreiben alleine des zweiten Verdichters mit seiner minimalen Förderleistung durch den Kältemittelkreis hindurch gefördert wird. Wenn nämlich die maximale Förderleistung des ersten Verdichters der minimalen Förderleistung des zweiten Verdichters im Wesentlichen gleich ist, so lassen sich besonders behutsame, gleitende Übergänge von einem alleinigen Betrieb eines der Verdichter hin zu einem alleinigen Betrieb des anderen der Verdichter erreichen.Preferably, when the first compressor alone is operated at its maximum delivery capacity, the mass flow of refrigerant conveyed through the refrigerant circuit is essentially the same as a mass flow of refrigerant that is conveyed through the refrigerant circuit when the second compressor alone is operated at its minimum delivery capacity. If the maximum delivery capacity of the first compressor is essentially the same as the minimum delivery capacity of the second compressor, particularly gentle, smooth transitions from sole operation of one of the compressors to sole operation of the other compressor can be achieved.
Der erste Verdichter und damit dessen Hubvolumen kann insbesondere so auslegt sein, dass dieses Hubvolumen unter Berücksichtigung von am ersten Verdichter anliegender Drehzahl und Wirkungsgrad den unteren Arbeitsbereich des zweiten Verdichters abdeckt und nur zum Teil mit dem Arbeitsbereich des zweiten Verdichters überlappt. Beide Verdichter weisen dann zwischen einem maximalen Volumenstrom des ersten Verdichters und einem minimalen Volumenstrom des zweiten Verdichters eine Schnittmenge auf.The first compressor and thus its swept volume can in particular be designed such that this swept volume covers the lower working range of the second compressor, taking into account the speed and efficiency of the first compressor, and only partially overlaps with the working range of the second compressor. Both compressors then have an intersection between a maximum volume flow of the first compressor and a minimum volume flow of the second compressor.
Als ein beispielhafter Zusammenhang kann, bezogen auf den maximalen Volumenstrom beziehungsweise das Hubvolumen, der erste Verdichter etwa 25 % einer maximalen Förderleistung des zweiten Verdichters aufweisen und folglich geringer in der Dimension beziehungsweise kleiner als der zweite Verdichter ausgeführt sein. Damit ist der erste Verdichter in deutlich erkennbarer Weise in seinem Einsatzbereich einer niederlastigen Betriebssituation und der zweite Verdichter eine mittellastigen und hochlastigen Betriebssituation zugewiesen. Insbesondere in einem ausgeprägten Hochlastfall kann ein gemeinsamer, paralleler Betrieb beider Verdichter vorgesehen sein.As an example, based on the maximum volume flow or displacement, the first compressor can have about 25% of a maximum delivery capacity of the second compressor and consequently be smaller in size or smaller than the second compressor. In this way, the first compressor is clearly assigned to a low-load operating situation in its area of use, and the second compressor is assigned to a medium-load and high-load operating situation. A common, parallel operation of both compressors can be provided in particular in a pronounced high-load case.
Als im Wesentlichen gleich können die Massenströme bei der maximalen Förderleistung des ersten Verdichters und der minimalen Förderleistung des zweiten Verdichters insbesondere bezeichnet werden, wenn diese Massenströme um nicht mehr als etwa 10 Prozent voneinander abweichen. The mass flows at the maximum delivery capacity of the first compressor and the minimum delivery capacity of the second compressor can be described as essentially the same if these mass flows do not deviate from one another by more than approximately 10 percent.
Vorzugsweise werden dann, wenn der erste Verdichter und der zweite Verdichter gemeinsam das Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch fördern, die Verdichter in voneinander verschiedenen Drehzahlbereichen betrieben. Durch einen derartigen Drehzahlversatz der Verdichter kann erreicht werden, dass akustische Beeinträchtigungen aufgrund des Betriebs der Verdichter besonders gering gehalten werden. Dies gilt sowohl für eine Hörbarkeit des Betriebs des jeweiligen Verdichters durch eine sich in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs befindende Person als auch durch eine sich außerhalb des Kraftfahrzeugs befindende Person. Insbesondere können auf diese Weise Schwebungen vermieden werden, also additive Überlagerungen von Schwingungen im Betrieb der Verdichter, welche sich in ihrer Frequenz nur wenig voneinander unterscheiden. Dies ist im Hinblick auf einen in akustischer Hinsicht unauffälligen Betrieb des Kältemittelkreises vorteilhaft.When the first compressor and the second compressor together convey the refrigerant through the refrigerant circuit, the compressors are preferably operated in speed ranges that differ from one another. Such a rotational speed offset of the compressors makes it possible to keep acoustic impairments due to the operation of the compressors to a particularly low level. This applies both to the audibility of the operation of the respective compressor by a person located in a passenger compartment of the motor vehicle and by a person located outside of the motor vehicle. In particular, beats can be avoided in this way, ie additive superimpositions of vibrations during operation of the compressors, which differ only slightly from one another in terms of their frequency. This is advantageous with regard to an acoustically unobtrusive operation of the refrigerant circuit.
Vorzugsweise werden für ein Ermitteln des durch den Kältemittelkreis hindurch zu fördernden Massenstroms an Kältemittel eine Umgebungstemperatur und/oder eine von wenigstens einem Verdampfer des Kältemittelkreises bereitzustellende Kälteleistung berücksichtigt. Durch eine Heranziehung derartiger Parameter kann sehr gut abgeschätzt werden, welcher Massenstrom an Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch gefördert werden sollte. In Abhängigkeit von derartigen Parametern kann entschieden werden, ob einer der Verdichter alleine oder beide Verdichter gemeinsam den gewünschten Massenstrom an Kältemittel bereitstellen beziehungsweise fördern sollen.An ambient temperature and/or a refrigerating capacity to be provided by at least one evaporator of the refrigerant circuit are preferably taken into account for determining the mass flow of refrigerant to be conveyed through the refrigerant circuit. By using such parameters, the mass flow of refrigerant can be estimated very well should be conveyed through the refrigerant circuit. Depending on such parameters, it can be decided whether one of the compressors alone or both compressors together should provide or promote the desired mass flow of refrigerant.
Als der wenigstens eine Verdampfer des Kältemittelkreises kann ein Wärmeübertrager verwendet werden, welcher im Betrieb des Kältemittelkreises auf direktem Weg einen Luftstrom kühlt. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn eine Temperatur eines in einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs einzubringenden Luftstroms verringert und/oder dieser Luftstrom entfeuchtet werden soll.A heat exchanger can be used as the at least one evaporator of the refrigerant circuit, which heat exchanger cools an air flow directly during operation of the refrigerant circuit. This is advantageous, for example, when the temperature of an airflow to be introduced into a passenger compartment of the motor vehicle is to be reduced and/or this airflow is to be dehumidified.
Zusätzlich oder alternativ kann als der wenigstens eine Verdampfer des Kältemittelkreises ein Chiller verwendet werden, welcher im Betrieb des Kältemittelkreises Wärme aus einem Kühlmittelstrom aufnimmt. Durch Nutzung des als Chiller ausgebildeten Verdampfers kann dem Kühlmittelstrom in besonders großem Ausmaß Wärme entzogen werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mittels des Kühlmittelstroms Komponenten wie etwa ein elektrischer Energiespeicher des Kraftfahrzeugs und/oder ein insbesondere zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs ausgebildeter elektrischer Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs und/oder eine Leistungselektronik oder dergleichen durch Beaufschlagen mit dem Kühlmittelstrom auf indirektem Weg gekühlt werden sollen.Additionally or alternatively, a chiller can be used as the at least one evaporator of the refrigerant circuit, which absorbs heat from a coolant flow during operation of the refrigerant circuit. By using the evaporator designed as a chiller, a particularly large amount of heat can be extracted from the coolant flow. This is particularly advantageous if components such as an electrical energy store of the motor vehicle and/or an electric drive motor of the motor vehicle designed in particular to move the motor vehicle and/or power electronics or the like are to be cooled indirectly by means of the coolant flow by applying the coolant flow .
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, über einen Kühlfluid-Luft-Wärmeübertrager, welcher dem als Chiller ausgebildeten Kälte-Kühlfluid-Wärmeübertrager nachgeschaltet ist, auf indirektem Weg einen Luftstrom zu kühlen und/oder zu entfeuchten.In addition or as an alternative, it can be provided that an air flow is indirectly cooled and/or dehumidified via a cooling fluid-air heat exchanger, which is connected downstream of the cold-cooling fluid heat exchanger configured as a chiller.
Insbesondere wenn der Kältemittelkreis sowohl den im Betrieb Wärme aus dem Luftstrom aufnehmenden Verdampfer als auch den im Betrieb Wärme aus dem Kühlmittelstrom aufnehmenden Chiller umfasst, ist das Vorsehen der wenigstens zwei Verdichter in dem Kältemittelkreis vorteilhaft. Denn wenn die wenigstens zwei Verdichter gemeinsam betrieben werden, können die wenigstens zwei Wärme aufnehmenden Verdampfer des Kältemittelkreises mit einem vergleichsweise großen Massenstrom an Kältemittel beaufschlagt werden. Hierdurch lässt sich an dem jeweiligen Verdampfer eine vergleichsweise große Kälteleistung bereitstellen.The provision of the at least two compressors in the refrigerant circuit is particularly advantageous if the refrigerant circuit includes both the evaporator, which absorbs heat from the air flow during operation, and the chiller, which absorbs heat from the coolant flow during operation. Because if the at least two compressors are operated together, the at least two heat-absorbing evaporators of the refrigerant circuit can be subjected to a comparatively large mass flow of refrigerant. As a result, a comparatively large cooling capacity can be provided at the respective evaporator.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn Wärme, welche von dem mittels wenigstens eines der Verdichter verdichteten Kältemittel abgegeben wird, zum Erhöhen einer Temperatur eines Luftstroms verwendet wird, welcher in einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs eingebracht wird. Dementsprechend kann der Kältemittelkreis vorzugsweise als Wärmepumpe betrieben werden. Dies ist im Hinblick auf eine vielfältige Nutzung des Kältemittelkreises vorteilhaft. Des Weiteren kann insbesondere durch Betreiben beider Kältemittelverdichter in dem die Wärmepumpenfunktion aufweisenden Kältemittelkreis eine besonders große Heizleistung bereitgestellt werden.It has also been shown to be advantageous if heat, which is given off by the refrigerant compressed by means of at least one of the compressors, is used to increase the temperature of an air flow which is introduced into a passenger compartment of the motor vehicle. Accordingly, the refrigerant circuit can preferably be operated as a heat pump. This is advantageous with regard to the versatile use of the refrigerant circuit. Furthermore, in particular by operating both refrigerant compressors in the refrigerant circuit having the heat pump function, a particularly high heat output can be provided.
Insbesondere wenn von den Wärmequellen wie dem Kühlmittel beziehungsweise Kühlwasser oder der Umgebungsluft nur eine vergleichsweise geringfügige abrufbare Menge an Wärmeenergie bereitgestellt wird, kann es sich als vorteilhaft erweisen, den ersten Verdichter beim Starten des Systems beziehungsweise Kältemittelkreises zunächst alleine zu aktivieren und erst im weiteren Betrieb der Kälteanlage beziehungsweise des Kältemittelkreises zu dem zweiten Verdichter zu wechseln oder beide Verdichter in einem Parallelmodus zu betreiben.In particular, if the heat sources such as the coolant or cooling water or the ambient air only provide a comparatively small amount of heat energy that can be called up, it can prove to be advantageous to initially activate the first compressor alone when starting the system or coolant circuit and only to activate the compressor later in operation To switch refrigeration system or the refrigerant circuit to the second compressor or to operate both compressors in a parallel mode.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist einen Kältemittelkreis auf. Hierbei sind ein erster Verdichter und ein zweiter Verdichter des Kältemittelkreises dazu ausgebildet, gemeinsam oder jeweils alleine ein Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch zu fördern. Der erste Verdichter weist eine geringere maximale Förderleistung auf als der zweite Verdichter. Das Kraftfahrzeug umfasst weiter eine Steuerungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, zumindest während einer ersten Zeitspanne des Betreibens des Kältemittelkreises den zweiten Verdichter alleine zu betreiben. Die Steuerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, dies dann zu bewirken, wenn ein durch den Kältemittelkreis hindurch zu fördernder Massenstrom des Kältemittels größer ist als ein Massenstrom des Kältemittels, welcher aufgrund eines Betreibens alleine des ersten Verdichters mit seiner maximalen Förderleistung erreichbar ist.The motor vehicle according to the invention has a refrigerant circuit. In this case, a first compressor and a second compressor of the refrigerant circuit are designed to convey a refrigerant through the refrigerant circuit either together or individually. The first compressor has a lower maximum capacity than the second compressor. The motor vehicle also includes a control device which is designed to operate the second compressor alone at least during a first time period of operation of the refrigerant circuit. The control device is designed to effect this when a mass flow of refrigerant to be conveyed through the refrigerant circuit is greater than a mass flow of refrigerant that can be achieved by operating the first compressor alone at its maximum delivery capacity.
Die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs ermöglicht es also, eine besonders gleichmäßige Förderung von Kältemittel durch den Kältemittelkreis hindurch zu bewirken. Dementsprechend ist das Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise einer vorteilhaften Ausgestaltung desselben ausgebildet.The control device of the motor vehicle thus makes it possible to bring about a particularly uniform delivery of refrigerant through the refrigerant circuit. Accordingly, the motor vehicle is designed to carry out the method according to the invention or an advantageous embodiment of the same.
Zu der Erfindung gehört daher auch die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs. Die Steuerungseinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.The control device of the motor vehicle therefore also belongs to the invention. The control device can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the process processor device have program code which is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device.
Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise mit Stoffdateninformationen zu dem verwendeten Kältemittel, mit Berechnungsmethoden für Leistungsbilanzen, mit für den Betreib des Kältemittelkreises relevanten Kennlinien und/oder Kennfeldern oder dergleichen bedatet beziehungsweise versehen sein. Des Weiteren kann die Steuerungseinrichtung mit Schnittstellen für einen Eingang sowie einen Ausgang von Anforderungssignalen und/oder Messsignalen und/oder Steuersignalen versehen sein.The control device can, for example, be provided with data on the refrigerant used, with calculation methods for power balances, with characteristic curves and/or characteristic diagrams or the like relevant to the operation of the refrigerant circuit. Furthermore, the control device can be provided with interfaces for an input and an output of request signals and/or measurement signals and/or control signals.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the method according to the invention also apply to the motor vehicle according to the invention and vice versa.
Zu der Erfindung gehören demnach auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.The invention therefore also includes developments of the motor vehicle according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the motor vehicle according to the invention are not described again here.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments were not described as mutually exclusive.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
-
1 stark schematisiert einen Kältemittelkreis eines Kraftfahrzeugs, in welchem zwei Verdichter oder Kältemittelverdichter mit unterschiedlichen maximalen Förderleistungen parallel geschaltet angeordnet sind; und -
2 schematisch das den Kältemittelkreis gemäß1 aufweisende Kraftfahrzeug.
-
1 highly schematized a refrigerant circuit of a motor vehicle, in which two compressors or refrigerant compressors with different maximum flow rates are arranged in parallel; and -
2 Schematically that according to the refrigerant circuit1 having motor vehicle.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.
In
Die beiden Verdichter 14, 16 oder Kältemittelverdichter sind in dem Kältemittelkreis 10 parallel geschaltet angeordnet. Dementsprechend kann von einer Verzweigungsstelle 18 des Kältemittelkreises 10 aus sowohl dem ersten Verdichter 14 als auch dem zweiten Verdichter 16 zu verdichtendes Kältemittel zugeführt werden. An einer Einmündungsstelle 20 des Kältemittelkreises 10 können von den beiden Verdichtern 14, 16 geförderte Massenströme an Kältemittel wieder zusammengeführt werden.The two
Die beiden Verdichter 14, 16 können gemeinsam oder jeweils alleine das Kältemittel durch den Kältemittelkreis 10 hindurch fördern.The two
Stromabwärts der Einmündungsstelle 20 ist in dem Kältemittelkreis 10 in an sich bekannter Weise ein Kondensator 22 oder Gaskühler angeordnet, mittels welchem sich das von zumindest einem der Verdichter 14, 16 verdichtete Kältemittel im Betrieb des Kältemittelkreises 10 abkühlen lässt.A
Das von dem Kondensator 22 kommende gekühlte und je nach verwendetem Kältemittel insbesondere kondensierte Kältemittel kann bei der vorliegend beispielhaft gezeigten Ausgestaltung des Kältemittelkreises 10 im Betrieb des Kältemittelkreises 10 einem Verdampfer 24 und/oder einem Chiller 26 zugeführt werden. In Alternativen des Kältemittelkreises 10 ist es möglich, dass lediglich ein derartiger Verdampfer vorgesehen ist oder mehr als diese vorliegend beispielhaft gezeigten zwei Verdampfer vorgesehen sind.The cooled refrigerant coming from the
Dem Verdampfer 24 ist in an sich bekannter Weise ein erstes Expansionsorgan 28 vorgeschaltet, welches dem Entspannen des Kältemittels dient. In analoger Weise ist dem Chiller 26 ein weiteres Expansionsorgan 30 vorgeschaltet, mittels welchem das dem Chiller 26 zugeführte Kältemittel entspannt werden kann.The
Der Verdampfer 24 und der Chiller 26 sind vorliegend in dem Kältemittelkreis 10 parallel geschaltet angeordnet. Folglich können der Verdampfer 24 und der Chiller 26 gleichzeitig oder jeder für sich alleine mit entspanntem Kältemittel beaufschlagt werden.In the present case, the
Der Verdampfer 24 ist vorliegend als ein Wärmeübertrager ausgebildet, welcher im Betrieb des Kältemittelkreises 10 einen Luftstrom kühlt, beispielsweise einen Luftstrom, welcher in einen Fahrgastraum 32 des Kraftfahrzeugs 12 (vergleiche
Demgegenüber nimmt der Chiller 26 im Betrieb des Kältemittelkreises 10 Wärme aus einem Kühlmittelstrom 34 auf, welcher in
Vorzugsweise sind die beiden Verdichter 14, 16 als elektrisch angetriebene Kältemittelverdichter ausgebildet. Dann lässt sich eine jeweilige Drehzahl und somit eine Förderleistung des jeweiligen Verdichters 14, 16 sehr exakt einstellen, beispielsweise mittels einer Steuerungseinrichtung 40 des Kraftfahrzeugs 12, welche in
Vorliegend ist, wie bereits erwähnt, die maximale Förderleistung des ersten Verdichters 14 geringer als die maximale Förderleistung des zweiten Verdichters 16. Dementsprechend weist der erste Verdichter 14 ein geringes Fördervolumen auf, wohingegen der zweite Verdichter 16 ein mittleres beziehungsweise großes Fördervolumen aufweist.As already mentioned, the maximum delivery capacity of the
Insbesondere wenn mittels des wenigstens einen Verdampfers, vorliegend also mittels des Verdampfers 24 und des Chillers 26, lediglich eine vergleichsweise geringe Kälteleistung bereitgestellt werden soll, kann vorgesehen sein, dass lediglich der erste Verdichter 14 betrieben wird. Mit anderen Worten wird der erste Verdichter 14 alleine vorzugsweise speziell bei niedrigen Lasten eingesetzt.In particular, if only a comparatively low cooling capacity is to be provided by means of the at least one evaporator, in this case by means of the
Wenn der erste Verdichter 14 mit einer minimalen Drehzahl betrieben wird, so wird auch nur ein minimaler Massenstrom an Kältemittel durch den Kältemittelkreis 10 hindurch gefördert beziehungsweise eine minimale Fördermenge an Kältemittel von dem ersten Verdichter 14 bereitgestellt. So lässt sich insbesondere ein Vereisen des Verdampfers 24 einfach vermeiden.If the
Der erste Verdichter 14 kann insbesondere bis hin zu mittleren Lasten des Kältemittelkreises 10 eingesetzt werden und vorzugsweise bis zu seiner Effizienzgrenze arbeiten. Diese Effizienzgrenze kann insbesondere dann erreicht sein, wenn der erste Verdichter 14 einen zu starken Abfall seiner Liefergradkennlinie aufweist oder alternativ auch seine maximale Förderleistung bereitstellt.The
Wenn dann von der Steuerungseinrichtung 40 festgestellt wird, dass der Kälteleistungsbedarf steigt, so kann zusätzlich der zweite Verdichter 16 in Betrieb genommen werden. Dementsprechend können dann sowohl der erste Verdichter 14 als auch der zweite Verdichter 16 gemeinsam beziehungsweise parallel betrieben werden.If it is then determined by the
Neben den skizzierten und gestrichelt angedeuteten Kommunikationsleitungen zwischen der Steuerungseinrichtung 40 und dem ersten Verdichter 14 sowie dem zweiten Verdichter 16 weist das Steuergerät beziehungsweise die Steuerungseinrichtung 40 vorzugsweise noch weitere Kommunikationsschnittstellen etwa in Form von Signaleingängen auf, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.In addition to the communication lines outlined and indicated by dashed lines between
Es kann auch vorgesehen sein, den zweiten Verdichter 16 nach dem gemeinsamen Betreiben beider Verdichter 14, 16 alleine weiter zu betreiben und den ersten Verdichter 14 zu deaktivieren beziehungsweise außer Betrieb zu nehmen. Dies kann von der Steuerungseinrichtung 40 insbesondere dann bewirkt werden, wenn eine derartige Betriebsweise lediglich des zweiten Verdichters 16 effizienter ist als das Betreiben des ersten Verdichters 14 und des zweiten Verdichters 16 gemeinsam.Provision can also be made for the
Des Weiteren kann man sich bei einer derartigen Betriebsweise den Umstand zunutze machen, dass ein Kältemittelverdichter, welcher mit einer vergleichsweise geringen Drehzahl betrieben wird, akustisch weniger auffällig ist als ein Kältemittelverdichter, welcher mit einer hohen Drehzahl betrieben wird. Dementsprechend kann der zweite Verdichter 16 insbesondere dann alleine betrieben werden, wenn dies mit einer geringeren Drehzahl des zweiten Verdichters 16 einhergeht, als der Drehzahl, welche von dem ersten Verdichter 14 zum Bereitstellen oder Fördern des gleichen Massenstroms an Kältemittel aufzubringen wäre. Denn dies ist im Hinblick auf eine geringe akustische Wahrnehmbarkeit des Betriebs des jeweiligen Verdichters 14, 16 vorteilhaft.Furthermore, with such a mode of operation, one can take advantage of the fact that a refrigerant compressor that is operated at a comparatively low speed is acoustically less noticeable than a refrigerant compressor that is operated at a high speed. Accordingly, the
Wenn die Steuerungseinrichtung 40 ermittelt, dass ein mittlerer bis hoher Leistungsbedarf vorliegt, also der Kältemittelkreis 10 mit einer mittleren bis hohen Last betrieben werden soll, so wird vorliegend direkt der zweite Verdichter 16 in Betrieb genommen. Dementsprechend ist vorliegend vorgesehen, dass zumindest während einer ersten Zeitspanne des Betreibens des Kältemittelkreises 10 der zweite Verdichter 16 alleine betrieben wird, sofern ein durch den Kältemittelkreis 10 hindurch zu fördernder Massenstrom des Kältemittels größer ist als der Massenstrom des Kältemittels, welcher aufgrund eines Betreibens alleine des ersten Verdichters 14 mit seiner maximalen Förderleistung erreichbar ist.If the
Wenn die Steuerungseinrichtung 40 beispielswiese ermittelt, dass ein Massenstrom des Kältemittels durch den Kältemittelkreis 10 hindurch gefördert werden soll, wie er bei einem mittleren bis hohen Kälteleistungsbedarf oder Heizleistungsbedarf vorliegt, wird von Beginn an der zweite Verdichter 16 aktiviert und alleine betrieben. Wenn anschließend der Leistungsbedarf, also die im Betrieb des Kältemittelkreises 10 bereitzustellende Kälteleistung oder Heizleistung weiter ansteigt, so kann zunächst die Drehzahl des zweiten Verdichters 16 erhöht werden. Wenn dann der zweite Verdichter 16 mit seiner im Hinblick auf die Effizienz optimalen oder maximalen Drehzahl betrieben wird, so kann zusätzlich der erste Verdichter 14 in Betrieb genommen werden.If the
Sinkt der Leistungsbedarf dann wieder oder ist der Betrieb lediglich eines der Verdichter 14, 16 effizienter, so kann der erste Verdichter 14 wieder außer Betrieb genommen werden. Der zweite Verdichter 16 wird dann wieder alleine betrieben.If the power requirement then drops again or if only one of the
Besonders gute, gleitende Übergänge des Betriebs jedes der Verdichter 14, 16 alleine beziehungsweise beider Verdichter 14, 16 gemeinsam lassen sich erreichen, wenn eine maximale Förderleistung des ersten Verdichters 14 im Wesentlichen einer minimalen Förderleistung des zweiten Verdichters 16 entspricht.Particularly good, smooth transitions in the operation of each of the
Eine von der Steuerungseinrichtung 40 umgesetzte Betriebsstrategie kann insbesondere im Hinblick auf die jeweilige Einbindung oder Ausbindung eines der beiden Verdichter 14, 16 und auf das Betreiben beider Verdichter 14, 16 gleichzeitig je nach vorliegenden Randbedingungen abgeschätzt oder umgesetzt werden.An operating strategy implemented by the
Hierbei kann die Steuerungseinrichtung 40 insbesondere eine Umgebungstemperatur, also eine in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 12 vorliegende Temperatur, berücksichtigen und/oder einen Kühlbedarf oder Heizbedarf des Fahrgastraums 32 und/oder des elektrischen Energiespeichers 36 und/oder des wenigstens einen Elektromotors 38.In this context,
Ergänzend oder alternativ zu einer hinsichtlich der Effizienz optimierten Betriebsweise des ersten Verdichters 14 oder des zweiten Verdichters 16 alleine beziehungsweise des gleichzeitigen Betriebs beider Verdichter 14, 16 kann der Betrieb des Kältemittelkreises 10 auch im Hinblick auf die Akustik nach innen, also in den Fahrgastraum 32 hinein, und nach außen, also in die Umgebung des Kraftfahrzeugs 12, optimiert werden. Hierbei kann insbesondere berücksichtigt werden, dass ein Betreiben des jeweiligen Verdichters 14, 16 mit einer geringen Drehzahl akustisch vorteilhaft ist, weil dann der Betrieb des jeweiligen Verdichters 14, 16 weniger gut akustisch wahrnehmbar ist.In addition or as an alternative to operating the
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die beiden gemeinsam oder gleichzeitig Kältemittel fördernden Verdichter 14, 16 nicht in gleichen Drehzahlbereichen beziehungsweise mit zueinander im Hinblick auf die Akustik kritischen Drehzahlen betrieben werden. Vielmehr ist es vorteilhaft, wenn dann, wenn der erste Verdichter 14 und der zweite Verdichter 16 gemeinsam das Kältemittel durch den Kältemittelkreis 10 hindurch fördern, die Verdichter 14, 16 in voneinander verschiedenen Drehzahlbereichen betrieben werden. So lassen sich insbesondere akustisch auffällige Schwebungen vermeiden.It has also been shown to be advantageous if the two
Bei einem minimalen bis geringen Leistungsbedarf kann somit vorliegend insbesondere der erste Verdichter 14 alleine betrieben werden. Demgegenüber kann bei einem mittleren bis hohen Leistungsbedarf der zweite Verdichter 16 alleine betrieben werden. Bei einem maximalen Leistungsbedarf können demgegenüber der erste Verdichter 14 und der zweite Verdichter 16 gemeinsam das Kältemittel durch den Kältemittelkreis 10 hindurch fördern.In the case of a minimum to low power requirement, the
Insbesondere Übergänge aus dem gemeinsamen Betrieb der Verdichter 14, 16 in einen Betriebszustand des Kältemittelkreises, in dem lediglich einer der beiden Verdichter 14, 16 alleine das Kältemittel fördert, können vom Lastfall abhängig durch die Steuerungseinrichtung 40 festgelegt werden. Die dem jeweiligen Betriebszustand angemessene Betriebsweise kann hierbei hinsichtlich der Effizienz und/oder der Akustik optimiert werden.In particular, transitions from the joint operation of the
Aus
Vorzugsweise kann der Kältemittelkreis 10 auch als Wärmepumpe betrieben werden. Hierbei kann durch Vorsehen entsprechender Ventile und in
Nach dem Durchströmen des Heizregisters kann das Kältemittel mittels eines Expansionsorgans entspannt und anschließend einem weiteren Wärmeübertrager zugeführt werden, an welchem das entspannte Kältemittel Wärme aus einer Wärmequelle aufnimmt, bevor das Kältemittel wieder den Verdichtern 14, 16 zugeführt wird.After flowing through the heating register, the refrigerant can be expanded by means of an expansion element and then fed to a further heat exchanger, at which the expanded refrigerant absorbs heat from a heat source before the refrigerant is fed back to the
Beispielsweise kann der Chiller 26 als ein solcher Wärmeübertrager genutzt werden, an welchem das mittels des weiteren Expansionsorgans 30 entspannte Kältemittel Wärme aus dem als Wärmequelle dienenden Kühlmittelstrom 34 aufnimmt.For example, the
Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise der Kondensator 22 als Wärmeübertrager genutzt werden, an welchem in dem Wärmepumpenbetrieb des Kältemittelkreises 10 das (mittels eines vorliegend nicht gezeigten) weiteren Expansionsorgans entspanntes Kältemittel Wärme aus einem Luftstrom aufnimmt. Dann dient dieser Luftstrom als Wärmequelle. Daher kann der Kondensator 22 in diesem Wärmepumpenbetrieb des Kältemittelkreises 10 als Luftwärmepumpenverdampfer bezeichnet werden.Additionally or alternatively, for example, the
Bei derartigen Betriebsweisen des Kältemittelkreises 10 als Wärmepumpe ist vorteilhaft, dass durch Betreiben beider Verdichter 14, 16 zusammen oder gemeinsam an dem (nicht gezeigten) Heizregister oder alternativen, als Wärmequelle arbeitenden Wärmeübertragern des Kältemittelkreises 10 eine besonders hohe Heizleistung bereitgestellt werden kann.With such modes of operation of the
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Kälteanlage beziehungsweise ein Kältemittelkreis 10 mit mindestens zwei Verdichtern 14, 16 oder Kältemittelverdichtern bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how a refrigeration system or a
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- DE 102005009173 A1 [0004]DE 102005009173 A1 [0004]
- DE 102005016094 A1 [0005]DE 102005016094 A1 [0005]
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