KR20180083791A - Refrigerant circuit, particularly for vehicles comprising electric or hybrid power train and method for operating the refrigerant circuit - Google Patents

Refrigerant circuit, particularly for vehicles comprising electric or hybrid power train and method for operating the refrigerant circuit Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a refrigerant circuit, in particular, a refrigerant circuit for vehicles including an electric or hybrid powertrain, which is suitable for optimally providing cold air to a battery and electronic components, and an operation method thereof. According to the present invention, a capacitor (3), an expansion valve (5), a separator (6) as a middle pressure cylinder, and an expansion valve (7) are disposed in a refrigerant flow direction to be connected in series, and a batter cooler (11) and an air cooler (12) are disposed to be connected in parallel, such that a main compressor (1) and a secondary compressor (2) are disposed by wiring. A high pressure side of the main compressor (1) is connected to an inlet side of the secondary compressor (20), so the first and secondary compressors (1, 2) are connected in series or parallel by a cut-off valve (18) and a multiway valve (16) in a high pressure cable of the main compressor (1). The separator (6) is connected to the inlet side of the secondary compressor (2) on a gas side. Moreover, the present invention also relates to an operation method of the refrigerant circuit.

Description

냉매 회로, 특히 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로 및 상기 냉매 회로의 작동 방법 {REFRIGERANT CIRCUIT, PARTICULARLY FOR VEHICLES COMPRISING ELECTRIC OR HYBRID POWER TRAIN AND METHOD FOR OPERATING THE REFRIGERANT CIRCUIT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigerant circuit, in particular, a refrigerant circuit for vehicles including an electric or hybrid power train, and a method of operating the refrigerant circuit. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 일반 냉동 회로에 비해 특히 높은 냉동 용량을 가진 차량용 냉매 회로에 관한 것이다. 냉매 회로는 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용으로 사용될 수 있다. 본 발명의 전제부에 따른 냉매 회로들에서의 특별한 점은 전기 또는 하이브리드 차량들에 있어서 배터리 또는 축전지 및 컴포넌트들의 냉각 및 추가로 공기 조화를 위한 차량 실내의 냉각이 주행 작동 및 배터리들의 충전 작동에서 최적의 조건들에 도달하기 위해 필요하다는 것이다. 특히, 배터리의 신속한 충전에 대한 필요는 차량의 냉동 시스템에 대한 특별한 요구 조건을 야기하며, 그 이유는 배터리들의 최적의 충전은 충전 과정 동안 배터리들의 냉각에 의존하기 때문이다.The present invention relates to a refrigerant circuit for a vehicle having a particularly high refrigerating capacity as compared with a general refrigerating circuit. The refrigerant circuit can be used for vehicles including electric or hybrid powertrain. The special feature of the refrigerant circuits according to the preamble of the present invention is that the cooling of the battery or batteries and components in electric or hybrid vehicles and the cooling of the interior of the vehicle for further air conditioning are optimal for the running operation and the charging operation of the batteries In order to reach the conditions of. In particular, the need for rapid charging of the battery results in special requirements for the refrigeration system of the vehicle, since the optimal charging of the batteries depends on the cooling of the batteries during the charging process.

전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로들은 종래 기술에서 다양한 설계로 공지된다. 종래 기술에서 예컨대 US 2009/0317697 A1에는 배터리 냉각기에 의해 배터리 냉각을 제공하기에 적합한, 바이패스를 포함한 차량용 냉동 시스템이 공지된다. 또한, DE 103 13 850 A1에는 조합된 냉동 시스템 작동 및 가열 펌프 작동을 위한 2-단 압축을 갖는 냉매 회로가 제시된다. 상기 냉매 회로의 경우 2-단 압축을 구현하는 직렬 접속된 2 개의 압축기들이 제공되고, 회로는 전체 시스템의 가열 펌프 작동도 구현할 수 있는 것에도 최적이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Refrigerant circuits for vehicles, including electric or hybrid powertrains, are known in the art from a variety of designs. In the prior art, for example, US 2009/0317697 A1 discloses an automotive refrigeration system including a bypass suitable for providing battery cooling by a battery cooler. DE 103 13 850 A1 also discloses a refrigerant circuit with two-stage compression for combined refrigerating system operation and heating pump operation. In the case of the refrigerant circuit, two series-connected compressors are provided which implement two-stage compression, and the circuit is also optimal for implementing the heating pump operation of the entire system.

본 발명의 과제는 차량 객실의 공기 조화를 위한 냉기 생성의 과제와 더불어 주행 작동 및 배터리들의 충전 작동에서 배터리 및 전자 컴포넌트들에 냉기를 최적으로 제공하기에도 적합한 특히 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로를 제공하는 것이다. 본 발명의 목표는 주행 작동, 충전 작동 및 열 펌프 작동과 같은 가능한 많은 작동 상태들을 회로 내에 제공되는 컴포넌트들의 접속에 의해 달성하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a vehicle, particularly an electric or hybrid power train, which is suitable for optimally providing cold air to battery and electronic components in a running operation and a charging operation of batteries, And a refrigerant circuit for the refrigerant circuit. The goal of the present invention is to achieve as many operating states as possible, such as running, charging, and heat pump operation, by connecting the components provided in the circuit.

상기 과제는 독립 청구항들에 따른 특징들을 가진 냉매 회로 및 방법에 의해 해결된다. 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.This problem is solved by a refrigerant circuit and a method having the features according to the independent claims. Embodiments are set forth in the dependent claims.

본 발명의 과제는 특히 전기 또는 하이브리드 파워 트레인들을 포함한 차량들용으로 최적화된 냉매 회로에 의해 해결된다. 냉매 회로는 냉매 흐름 방향으로하기 컴포넌트들의 배치를 특징으로 한다. 냉매는 우선 커패시터, 그 후 팽창 밸브, 그 다음, 2-단 작동에서 중압 실린더라고 하고 1-단 작동에서 콜렉터, 냉매 분리기 또는 리시버라고도 하는 분리기, 그리고 추가 팽창 밸브를 통과한다. 상기 컴포넌트들은 직렬 접속되게 배치된다. 그 후, 냉매는 증발기로서 작동하는 열 교환기들, 즉 병렬 배치된 배터리 냉각기 및 공기 냉각기를 통과한다. 냉매는 배터리 냉각기 및 공기 냉각기의 통과 후 냉매 증기로서 메인 압축기에 의해 흡입된다. 메인 압축기에 추가로 2차 압축기가 냉매 회로 내에 제공된다. 메인 압축기 및 2차 압축기는 서로 평행하게 회로 내로 통합되고, 메인 압축기 뒤에 2차 압축기의 흡입 측으로의 차단 가능한 연결부가 배치됨으로써, 메인 압축기 및 2차 압축기는 병렬 및 직렬로 접속될 수 있다. 또한, 차단 밸브가 메인 압축기의 고압 케이블 내에, 그리고 멀티웨이 밸브가 메인 압축기 케이블과 2차 압축기 케이블의 연결부 내에 제공된다. 분리기는 일반적으로 액체-기체-냉매 혼합물용 입구, 그리고 기체용 출구 및 액체용 출구를 포함한다. 기체용 분리기의 출구는 기체 측이라고도 하고 이는 2차 압축기의 흡입측과 연결된다.The problem of the present invention is solved in particular by a refrigerant circuit optimized for vehicles comprising electric or hybrid powertrains. The refrigerant circuit is characterized by the arrangement of the following components in the refrigerant flow direction. The refrigerant first passes through a condenser, then an expansion valve, then a medium pressure cylinder in a two-stage operation and a separator, also called a collector, refrigerant separator or receiver in a one-stage operation, and an additional expansion valve. The components are arranged to be connected in series. The refrigerant then passes through heat exchangers operating as evaporators, i.e., battery coolers and air coolers arranged in parallel. The refrigerant is sucked by the main compressor as refrigerant vapor after passing through the battery cooler and the air cooler. In addition to the main compressor, a secondary compressor is provided in the refrigerant circuit. The main compressor and the secondary compressor are integrated into the circuit in parallel with each other and the main compressor and the secondary compressor are connected in parallel and in series so that a disconnectable connection portion to the suction side of the secondary compressor is disposed behind the main compressor. A shut-off valve is also provided in the high-pressure cable of the main compressor and a multi-way valve in the connection of the main compressor cable and the secondary compressor cable. The separator generally comprises an inlet for a liquid-gas-refrigerant mixture, and an outlet for the gas and an outlet for the liquid. The outlet of the gas separator is also referred to as the gas side, which is connected to the suction side of the secondary compressor.

특히 바람직하게는, 제시된 컴포넌트들 그리고 메인 압축기 및 2차 압축기의 병렬 및 직렬 접속의 전술한 가능성을 가진 냉매 회로는 전기 또는 하이브리드 차량용 다양한 작동 상태들을 구현하기에 적합하며, 그 이유는 제시된 냉매 회로에 의해 여러 작동 상태들이 구현될 수 있기 때문이다. Particularly preferably, the refrigerant circuits having the abovementioned possibilities of parallel and series connection of the proposed components and of the main and secondary compressors are suitable for implementing various operating states for electric or hybrid vehicles, Because several operating states can be implemented.

바람직하게는 차단 밸브가 2차 압축기의 흡입 측과 분리기의 기체 측의 연결부 내에 배치된다.Preferably, a shut-off valve is disposed in the connection portion between the suction side of the secondary compressor and the gas-side side of the separator.

바람직하게는 배터리 냉각기 및 공기 냉각기에 각각 팽창 밸브가 별도로 할당된다. 각각의 열 교환기는 별도로 그리고 전체 시스템과 조절 기술적으로 조정되면서 그리고 열 교환기의 특정 압력 손실의 고려하에서 제어될 수 있다.Preferably, an expansion valve is separately allocated to the battery cooler and the air cooler, respectively. Each heat exchanger can be controlled separately and under controlled technological adjustments to the overall system and under consideration of the specific pressure loss of the heat exchanger.

바람직하게는 펌프, 열 펌프 열 교환기 및 냉각제-공기-냉각기를 포함한 추가 냉각제 회로(coolant circuit)가 형성되고, 할당 배치된 팽창 밸브를 가진 열 펌프 열 교환기는 냉매 회로 내의 배터리 냉각기 및 공기 냉각기에 대해 평행하게 배치된다. 냉각제로서는 바람직하게는 물 또는 물-글리콜-혼합물이 사용될 수 있음으로, 냉각제-공기-냉각기는 물-공기-냉각기이기도 하다. 냉각제-공기-냉각기는 그 사용 온도 범위의 관점에서 보면 저온 열 교환기 또는 고온 열 교환기이기도 하다.An additional coolant circuit is preferably formed, including a pump, a heat pump heat exchanger and a coolant-air-cooler, and a heat pump heat exchanger with an allocated expansion valve is connected to the battery cooler and air cooler in the refrigerant circuit Are arranged in parallel. The coolant-air-cooler is also a water-air-cooler, since preferably a water or water-glycol mixture can be used as the coolant. The coolant-air-cooler is also a low temperature heat exchanger or a high temperature heat exchanger from the viewpoint of its use temperature range.

본 발명의 특히 바람직한 설계에 따라 추가 커패시터는 멀티웨이 밸브에 의해 냉각제 회로 및 냉매 회로 내에서 선택적으로 또는 점증적으로(cumulatively) 스위칭 가능하게 배치된다. 추가 커패시터는 냉매 회로 내에 냉매 흐름 방향으로 커패시터 뒤에 배치된다.According to a particularly preferred design of the invention, the additional capacitors are arranged to be selectively or cumulatively switchable in the coolant circuit and in the refrigerant circuit by means of a multi-way valve. The additional capacitor is placed behind the capacitor in the refrigerant flow direction in the refrigerant circuit.

회로의 특히 바람직한 구조적 설계는 2차 압축기가 메인 압축기 내로 통합되게 형성되고 이로써 메인 압축기가 2-단 압축기로서 구현되면 달성된다. A particularly preferred structural design of the circuit is achieved when the secondary compressor is formed integral into the main compressor so that the main compressor is implemented as a two-stage compressor.

본 발명의 과제는 또한 냉매 회로의 작동 방법에 의해 해결되고, 공기 조화 모드의 주행 작동에서 냉매는 먼저 메인 압축기 내에서 1-단으로 압축된 후 열 방출 하에서 커패시터를 통과하고 그 후 팽창 밸브 내에서 중압으로 감압된다. 분리기 내에서 냉매의 기상이 메인 압축기에 의해 흡입되거나, 압력 수준에 따라 압축기의 흡입 라인 내로 스로틀링되거나, 또는 압력 수준에 상응하게 압축기에 제공되고, 냉매의 액상은 공기 냉각기 및 배터리 냉각기 내에서 평행하게 증발되고 그 후 메인 압축기에 의해 흡입된다. 상기 모드에서 냉매 회로는 1-단으로 작동되고 2차 압축기는 활성화되지 않는다. 이렇게 접속된 냉동 회로의 냉동 용량은 차량 공기 조화기들의 일반적 냉동 용량에 상응한다. 1-단 공정에서 선택적으로 분리기 앞에서 감압되지 않음으로써, 냉매의 스로틀링 없는 완전한 통과 횡단면을 가진, 앞에 접속된 팽창 밸브가 통합된다. The problem of the present invention is also solved by a method of operating a refrigerant circuit wherein in a running operation in an air conditioning mode the refrigerant is first compressed in the main compressor in a first stage and then passed through the capacitor under heat release, The pressure is reduced to a medium pressure. The gas phase of the refrigerant in the separator is sucked in by the main compressor or throttled into the suction line of the compressor according to the pressure level or is provided to the compressor in accordance with the pressure level and the liquid phase of the refrigerant is parallel in the air cooler and battery cooler And then sucked in by the main compressor. In this mode, the refrigerant circuit is operated in one-stage and the secondary compressor is not activated. The refrigerating capacity of the refrigerating circuit thus connected corresponds to the general refrigerating capacity of the vehicle air conditioners. By not being depressurized selectively in front of the separator in the one-stage process, a pre-connected expansion valve with a complete passage cross-section without throttling of the refrigerant is incorporated.

바람직하게는 냉매가 공기 냉각기 및 배터리 냉각기 앞에서 개별 열 교환기에 할당 배치된 팽창 밸브들에 의해 각각 별도로 감압된다.Preferably, the refrigerant is separately decompressed separately by expansion valves assigned to the individual heat exchangers in front of the air cooler and the battery cooler.

또한 본 발명의 과제는 냉매 회로의 작동 방법에 의해 해결되고, 배터리의 충전 작동에서 냉매가 우선 직렬 접속된 메인 압축기 및 2차 압축기에 의해 그리고 이로써 2-단으로 압축된다. 그 후 냉매는 열 방출 하에서 커패시터를 통과하고 이어서 팽창 밸브 내에서 중압으로 감압된다. 냉매의 기상은 본 회로에서 2차 압축기에 의해 흡입되고 냉매의 액상은 배터리 냉각기 내에서 증발되고 메인 압축기에 의해 흡입된다. 공기 냉각기는 유일한 충전 작동의 상기 작동 모드에서 활성화되지 않으므로 총 냉각 능력 및 냉동 용량을 충전 작동 및 특히 쾌속 충전 작동을 위해 이용할 수 있다. 물론 충전 냉각 용량의 감소 하에서 선택적으로 냉동 용량이 차량 실내의 공기 조화를 위해 이용될 수 있다. The problem of the present invention is also solved by a method of operating a refrigerant circuit and in a charging operation of the battery, the refrigerant is compressed by the primary compressor and the secondary compressor, which are connected in series with each other, and thereby in two-stage. The refrigerant then passes through the capacitor under heat release and then is depressurized to medium pressure within the expansion valve. The vapor phase of the refrigerant is sucked by the secondary compressor in this circuit, the liquid phase of the refrigerant is evaporated in the battery cooler and sucked by the main compressor. Since the air cooler is not activated in this operating mode of unique charging operation, the total cooling capacity and the freezing capacity can be used for charging operation and in particular for rapid charging operation. Of course, the refrigeration capacity can optionally be used for air conditioning of the interior of the vehicle under the reduction of the charge cooling capacity.

특히 바람직하게는 냉매의 열 방출은 커패시터에 추가해서 냉매 회로의 직렬로 뒤에 접속된 추가 커패시터에 의해 지지된다.Particularly preferably, the heat release of the refrigerant is carried by an additional capacitor connected in series with the refrigerant circuit in addition to the capacitor.

본 발명의 과제는 냉매 회로의 작동 방법에 의해 해결되고, 1-단 열 펌프 작동에서 냉매는 메인 압축기 내에서 1-단으로 압축되고 그 후 차량 실내로의 열 방출 하에서 커패시터를 통과하고 팽창 밸브 내에서 중압으로 감압된다. 냉매의 기상은 메인 압축기에 의해 흡입되고 냉매의 액상은 열 펌프 열 교환기 내에서 증발되고 메인 압축기에 의해 흡입됨으로써 회로가 폐쇄된다. 이러한 작동 모드는 특히 열 수요가 비교적 적은 경우 바람직하다.The problem of the present invention is solved by a method of operating a refrigerant circuit wherein the refrigerant in the one-stage heat pump operation is firstly compressed in the main compressor and then passes through the capacitor under heat discharge to the vehicle interior, The pressure is reduced to a medium pressure. The gas phase of the refrigerant is sucked by the main compressor, the liquid phase of the refrigerant is evaporated in the heat pump heat exchanger and sucked by the main compressor to close the circuit. This mode of operation is particularly desirable when the demand for heat is relatively low.

본 발명의 과제는 또한 냉매 회로의 작동 방법에 의해 해결되고, 2-단 열 펌프 작동에서 냉매는 메인 압축기 및 2차 압축기 내에서 그리고 이로써 2-단으로 압축된다. 그 후, 냉매는 차량 실내로 열 방출 하에서 커패시터를 통과한다. 팽창 밸브 내에서 냉매는 중압으로 감압되고 냉매의 기상은 2차 압축기에 의해 흡입된다. 냉매의 액상은 열 펌프 열 교환기 내에서, 즉 공기 냉각기 및 배터리 냉각기 내에서 병렬로 증발되고 메인 압축기에 의해 흡입된다. 이러한 작동 방식으로 특히 높은 비율의 열이 열 펌프 기능에 의해 차량 실내에 제공된다.The problem of the present invention is also solved by a method of operating a refrigerant circuit, wherein in a two-stage heat pump operation the refrigerant is compressed in the main and secondary compressors and thereby in two-stages. Thereafter, the refrigerant passes through the capacitor under heat radiation to the vehicle interior. The refrigerant in the expansion valve is depressurized to a medium pressure and the vapor phase of the refrigerant is sucked in by the secondary compressor. The liquid phase of the refrigerant is evaporated in parallel in the heat pump heat exchanger, i. E. In the air cooler and the battery cooler, and sucked in by the main compressor. In this manner, a particularly high proportion of heat is provided to the interior of the vehicle by the heat pump function.

특히 바랍직하게는 전술된 변형에 따른 열 펌프 시스템이 열 펌프 열 교환기 내 냉매의 열 흡수가 냉각제 회로로부터 추가로 이루어지도록 형성되고, 열 펌프 열 교환기 내의 냉각제 회로는 냉매 회로와 열적으로 연결된다. 냉동 시스템 작동에서 냉각제 회로 내의 물-커패시터가 접속된다.Particularly desirably, the heat pump system according to the above-described variant is formed so that the heat absorption of the refrigerant in the heat pump heat exchanger is additionally made from the coolant circuit, and the coolant circuit in the heat pump heat exchanger is thermally connected to the coolant circuit. In the refrigeration system operation, the water-capacitors in the coolant circuit are connected.

전술된 방법은 배터리 냉각기 내의 열 방출을 위해 추가 열 전달 면적이 특히 축전지의 충전 작동에서 활성화됨으로써 바람직하게 형성된다.The above-described method is preferably formed by the additional heat transfer area for heat release in the battery cooler being activated, particularly in the charging operation of the battery.

방법들은 냉각제-공기-냉각기 내의 열 방출을 위해 추가 열 전달 면적들이 특히 충전 작동에서 활성화되거나 또는 총면적이 비사용으로 인해 다른 컴포넌트들에 의해 이용될 수 있음으로써 바람직하게 확장된다.The methods are preferably extended because additional heat transfer areas for heat dissipation in the coolant-air-cooler may be activated, particularly in the fill operation, or the total area may be utilized by other components due to non-use.

바람직하게는 방법들은 커패시터 내의 열 방출을 위해 추가 열 전달 면적이 특히 충전 작동에서 활성화되거나 또는 변하지 않는 커패시터의 용량이 더 높은 고압에 의해 밀어내는 온도차로서 구현됨으로써 보완된다.Preferably the methods are complemented by the implementation of the additional heat transfer area for heat dissipation in the capacitors as a temperature difference which is boosted by a higher voltage, especially at a higher capacity of the capacitors which are activated or not in the charging operation.

본 발명의 실시예들의 다른 개별 사항들, 특징들 및 장점들은 관련 도면들을 참조로 실시예들의 하기 설명에 제시된다.Other individual aspects, features, and advantages of embodiments of the present invention are set forth in the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 2 개의 압축기들을 가진 냉매 회로,
도 2는 2 개의 압축기들을 및 차단 가능한 매체 중압 기체 파이프를 가진 냉매 회로,
도 3은 냉각제 회로와 조합된 냉매 회로,
도 4는 열 펌프 작동에서 2-단으로 설계된 냉매 회로의 기능,
도 5는 중압 수준에서 배터리 냉각기를 가진 냉매 회로, 및
도 6은 저압 수준 그리고 저압 수준 및 중압 수준으로의 선택적 기체 공급시 배터리 냉각기를 가진 냉매 회로를 도시한다.
Figure 1 shows a refrigerant circuit with two compressors,
Figure 2 shows a refrigerant circuit with two compressors and a barrier medium medium pressure gas pipe,
Figure 3 shows a refrigerant circuit combined with a coolant circuit,
Figure 4 shows the function of a refrigerant circuit designed in two-stages in heat pump operation,
5 shows a refrigerant circuit having a battery cooler at a medium pressure level, and
Figure 6 shows a refrigerant circuit with a low-pressure level and a battery cooler during selective gas supply to low and medium pressure levels.

도 1에는 포함한 컴포넌트들로 기본 원리를 도시하는 냉매 회로의 설계가 도시된다. 메인 압축기(1) 및 2차 압축기(2)는 차단 밸브들(16, 18)에 의해 직렬 접속 작동용 및 병렬 접속 작동용으로 냉매 회로 내로 통합된다. 냉매 회로는 고압 수준으로 커패시터(3), 흐름 방향으로 직렬 접속으로 후속하게 팽창 밸브(5) 및 분리기(6)를 포함한다. 2-단 작동이 냉매의 중압 수준으로 운행되면, 분리기(6)는 중압 실린더라고도 한다. 1-단으로 압축되면, 분리기(6)는 그 기능에 있어 팽창 밸브(5)에 의한 제 1 팽창 단 후 액체 냉매를 위한 콜렉터로 축소되거나 또는 팽창 밸브(5)가 완전히 개방된 횡단면으로 운행되고 팽창은 팽창 밸브(7)에 의해 구현된다. 중압 또는 고압에서 분리기(6)로부터의 냉매 증기상이 파이프를 통해 2차 압축기(2)의 흡입 측에 도달한다. 분리기(6)로부터의 액체 냉매는 팽창 밸브(7) 내에서 저압으로 감압되고 그 후 부하들, 즉, 배터리 냉각기(11) 및 공기 냉각기(12)에 병렬로 분배된다. 열 교환기들로부터의 증발된 냉매는 메인 압축기(1)의 흡입 측에 함께 제공된다. 하기에 더 자세히 기술되듯이, 회로가 1-단으로 작동되면 메인 압축기(1)의 고압 기체용 차단 밸브(18)가 개방되고 압축된 냉매가 커패시터(3) 내로 직접 도달한다. 시스템이 압축기들(1, 2)에 의해 직렬 접속으로 작동되면, 메인 압축기(1)의 고압 기체용 차단 밸브(18)가 폐쇄되고 분리기(6)로부터의 냉매 증기가 연결 파이프 및 멀티웨이 밸브(16)를 통해 2차 압축기(2)의 흡입 측에 도달하고, 상기 2차 압축기에 의해 고압으로 압축되고 커패시터(3) 내로 도달한다. 대안적 작동 방법으로 냉매 회로가 압축기들(1, 2)에 의해 병렬로 작동될 수 있다. 메인 압축기(1)의 고압 기체용 차단 밸브(18)가 개방되고 2차 압축기(2)용 병렬 케이블은 냉매 회로 내의 멀티웨이 밸브(16)가 2차 압축기(2)의 흡입 측으로 냉매에 대한 병류를 달성시키도록 접속된다.Figure 1 shows a design of a refrigerant circuit showing the basic principles with the included components. The main compressor 1 and the secondary compressor 2 are integrated into the refrigerant circuit for the series connection operation and the parallel connection operation by the shut-off valves 16 and 18. The refrigerant circuit includes a capacitor 3 at a high pressure level, followed by a series connection in the flow direction, followed by an expansion valve 5 and a separator 6. When the two-stage operation is run to the medium pressure level of the refrigerant, the separator 6 is also referred to as a medium pressure cylinder. When compressed in one-stage, the separator 6 is reduced in function to the collector for the liquid refrigerant after the first expansion end by the expansion valve 5, or is operated in the fully opened cross-section of the expansion valve 5 The expansion is realized by the expansion valve (7). The refrigerant vapor phase from the separator 6 reaches the suction side of the secondary compressor 2 through the pipe at a medium pressure or a high pressure. The liquid refrigerant from the separator 6 is depressurized to a low pressure in the expansion valve 7 and is then distributed in parallel to the loads, namely the battery cooler 11 and the air cooler 12. Evaporated refrigerant from the heat exchangers is provided together on the suction side of the main compressor (1). As will be described in more detail below, when the circuit is operated in one-stage, the isolation valve 18 for the high-pressure gas of the main compressor 1 opens and the compressed refrigerant reaches directly into the capacitor 3. When the system is operated in series by the compressors 1 and 2 the shutoff valve 18 for the high pressure gas of the main compressor 1 is closed and the refrigerant vapor from the separator 6 is connected to the connection pipe and the multiway valve 16 to reach the suction side of the secondary compressor 2, and is compressed by the secondary compressor to a high pressure and reaches into the capacitor 3. As an alternative method of operation, the refrigerant circuit can be operated in parallel by the compressors 1,2. The shut-off valve 18 for the high-pressure gas of the main compressor 1 is opened and the parallel cable for the secondary compressor 2 is opened by the multiway valve 16 in the refrigerant circuit to the suction side of the secondary compressor 2, Respectively.

도 2에는 도 1과 일치하는 컴포넌트들은 분리기(6)로부터의 기상이 연결 파이프를 통해 2차 압축기(2)의 흡입 측에 도달하고, 상기 연결 파이프 내에 중압 기체용 차단 밸브(17)가 구현되는 특별한 점을 갖게 다시 도시된다.In Fig. 2, the components corresponding to Fig. 1 show that the gas phase from the separator 6 reaches the suction side of the secondary compressor 2 through the connecting pipe, and the shutoff valve 17 for the medium-pressure gas is implemented in the connecting pipe It is shown again with special points.

도시된 냉매 회로에 의해 압축기들은 병렬 모드로부터 직렬 모드로 전환될 수 있다. 바람직하게는 압축기들이 직렬 접속된다. 직렬 및 병렬 접속의 2 개의 설계들의 장점은 냉매의 액상의 분리 및 분배기(6)로부터의 냉매의 기상을 상응하는 압축기로 직접 운반하는 것이고, 이로써 증발기 내의 압력 손실의 최소화가 달성된다. 따라서, 증발기 내로 적은 기상이 도달하거나 또는 기상이 도달하지 않는 경우 증발기 내의 액상 및 기상의 분배가 개선된다. 압축기들이 직렬 접속되면, 제 1 팽창 밸브가 메인 감압을 담당한다. 추가로 차단 밸브(17)에 의해 기상의 흐름이 제어될 수 있다.By means of the illustrated refrigerant circuit, the compressors can be switched from the parallel mode to the serial mode. Preferably the compressors are connected in series. The advantage of the two designs of series and parallel connection is to carry the vapor phase of the refrigerant from the liquid phase separation and dispenser 6 of the refrigerant directly to the corresponding compressor, thereby minimizing the pressure loss in the evaporator. Therefore, the distribution of liquid and vapor phase in the evaporator is improved when less gas phase reaches the evaporator or when the gas phase does not reach. When the compressors are connected in series, the first expansion valve takes charge of the main decompression. In addition, the flow of the gas phase can be controlled by the shutoff valve 17.

도 3에는 냉매(refrigerant) 회로와 냉각제(coolant) 회로의 조합이고, 도 1 및 도 2의 냉매 회로가 관련 팽창 밸브(9)를 포함한 열 펌프 열 교환기(10)를 포함하게 확장된다. 또한, 추가 커패시터(4)가 냉각제 회로와 냉매 회로의 열적 연결을 위해 제공되고, 상기 추가 커패시터는 물-커패시터로서 구현된다. 추가 커패시터(4)는 냉각제 회로 내로 통합되고, 상기 추가 커패시터는 냉각제 회로의 펌프(13)에 의해 구동된다. 냉각제 회로의 멀티웨이 밸브(15)에 의해 냉각제 회로의 병렬 케이블들의 흐름 경로들이 제어된다. 제 1 흐름 경로는 펌프(13)로부터 멀티웨이 밸브(15)를 통해 열 펌프 열 교환기(10)로 그리고 그 후 냉각제-공기-냉각기(14)라고도 하는 저온 열 교환기를 통해 펌프(13)로 진행된다. 병렬 케이블은 냉각제 회로의 멀티웨이 밸브(15)로부터 추가 커패시터(4)로 그리고 그 후 냉각제-공기-냉각기(14)로 진행되게 도시된다. 냉각제 회로는 열 펌프 작동을 위한 냉매 회로의 접속을 위해 필요하고 상기 2 개의 회로들은 추가 커패시터(4) 및 열 펌프 열 교환기(10)에 의해 열적으로 연결된다.3 is a combination of a refrigerant circuit and a coolant circuit, and the refrigerant circuit of FIGS. 1 and 2 is extended to include a heat pump heat exchanger 10 including an associated expansion valve 9. An additional capacitor 4 is also provided for the thermal connection of the coolant circuit with the refrigerant circuit, and the additional capacitor is implemented as a water-capacitor. The additional capacitor (4) is integrated into the coolant circuit, which is driven by the pump (13) of the coolant circuit. The flow paths of the parallel cables of the coolant circuit are controlled by the multiway valve 15 of the coolant circuit. The first flow path travels from the pump 13 through the multiway valve 15 to the heat pump heat exchanger 10 and then through the low temperature heat exchanger, also referred to as the coolant-air-cooler 14, do. The parallel cable is shown traveling from the multi-way valve 15 of the coolant circuit to the additional capacitor 4 and then to the coolant-air-cooler 14. The coolant circuit is required for the connection of the refrigerant circuit for the heat pump operation and the two circuits are thermally connected by the additional capacitor 4 and the heat pump heat exchanger 10.

본 발명의 컨셉은 도 3에 도시된 회로에 의해 특히 분명해지고, 냉매 회로 내에 2 개의 압축 단들 및 이로써 중압 수준이 형성된다. 2 개의 압축 단들은 바람직하게는 2 개의 분리된 압축기들(1, 2)에 의해 구현되고, 특별한 점은 상기 2 개의 압축기들이 직렬 접속 및 병렬 접속으로 작동될 수 있다는 것이다. 시스템은 적어도 종래의 공기-커패시터와 동일하거나 또는 그보다 증가한 용량을 갖는 바람직하게는 물-커패시터(4)의 사용을 포함한다. 증가한 용량에 대해서는 특히 컴포넌트들(4, 8, 11, 14)이 관련 있다. 상기 컴포넌트들은 시스템의 정상 작동에서 상이한 용량들, 즉 냉매 유량의 증가시 냉각 작동, 열 펌프 작동 또는 충전 작동들로 설계된다. 용량이 적은 경우 오일을 압축기로 다시 운반하기에 충분한 냉매의 유속이 주어지는 것이 특히 어렵다. 충전 작동에서 유량 및 이로써 냉매의 유속이 커지고, 이에 상응하게 자유 흐름 횡단면이 커져야 하고 이로써 중요한 영역에서 압력 손실이 방지될 수 있다. 열 교환기도 상응하는 용량을 전달할 수 있도록 더 넓은 면적을 필요로 한다. 특히 물-커패시터(4), 배터리 냉각기(11) 및 냉각제-공기-냉각기(14)가 중점에 있고, 미미하게 더 큰 열 전달 면적을 가진 열 교환기(14)가 열전달부 내에 놓인 매체 및 열 교환기(4)의 재료의 높은 열 관류율에 의해 상응하는 용량 요구를 충족시키고 오일 운반의 관점에서도 언급할만한 문제를 제기하지 않는다. 훨씬 더 중요한 것은 배터리 냉각기(11) 및 냉각제-공기-냉각기(14)이다. 배터리 냉각기(11)의 경우 선택적으로 열 교환기 내에 이미 열 전달 덕트들이 제공되어 있고, 상기 열 전달 덕트들은 상응하는 용량 요구시 스위칭 가능한 밸브들, 즉 스프링력을 가진 자기 조절식 밸브들에 의해 활성화되고, 상기 밸브들은 상응하는 압력차에서 개방된다. 냉각제-공기-열 교환기(14)는 상기 열 교환기가 추가 열 원을 담당하고 상응하는 용량들을 주변으로 방출할 수 있을 정도로 치수화된다. 충전 작동에서 상기 용량들이 필요하지 않고 충전 과정에 완전히 제공될 수 있다. 겨울에 충전시 차량 실내가 난방된다. The concept of the present invention is particularly evident by the circuit shown in Fig. 3, in which two compression stages and thus a medium pressure level are formed in the refrigerant circuit. The two compression stages are preferably implemented by two separate compressors 1 and 2, and the special point is that the two compressors can be operated in series connection and parallel connection. The system includes at least the use of a water-capacitor 4 having at least the same or a greater capacity as a conventional air-capacitor. For increased capacity, especially components (4, 8, 11, 14) are involved. The components are designed with different capacities in the normal operation of the system, that is, cooling operation, heat pump operation or charging operations in increasing the refrigerant flow rate. It is particularly difficult to provide sufficient refrigerant flow rate to carry the oil back to the compressor when the capacity is low. In the filling operation, the flow rate and thus the flow rate of the refrigerant must be increased, correspondingly the free flow cross section must be enlarged, thereby preventing pressure loss in critical areas. Heat exchange requires a larger area to deliver the corresponding capacity. In particular, the heat exchanger 14, with the water-condenser 4, the battery cooler 11 and the coolant-air-cooler 14 at the center, with a slightly larger heat transfer area, The high thermal perfusion rate of the material of the heat exchanger 4 does not present a problem which meets the corresponding capacity requirement and which is not mentioned in terms of oil transport. Even more important are battery cooler 11 and coolant-air-cooler 14. In the case of the battery cooler 11, heat transfer ducts are optionally provided in the heat exchanger, and the heat transfer ducts are activated by self-regulating valves with switchable valves, i.e. with spring force, , The valves are opened at a corresponding pressure differential. The coolant-air-heat exchanger 14 is sized to such an extent that the heat exchanger is responsible for the additional heat source and releases the corresponding capacities to the surroundings. The capacities are not required in the charging operation and can be fully supplied to the charging process. The vehicle interior is heated when charging in winter.

열 전달 면적은 총체적으로 감소되는데, 그 이유는 특수 작동 조건하에서만 추가 면적이 연결되기 때문이다. 냉매 회로 내의 유속은 파라미터에 따라 바람직하게는 증가한다. The heat transfer area is reduced overall because additional areas are connected only under special operating conditions. The flow rate in the refrigerant circuit preferably increases with parameters.

물-커패시터(4)는 동일한 외부 치수에서 더 높은 온도차로 작동함으로써, 열 교환기(4)의 설치 체적과 관련해서 더 높은 열 에너지가 전달될 수 있다.By operating the water-capacitor 4 at a higher temperature difference in the same external dimension, higher heat energy can be delivered with respect to the installation volume of the heat exchanger 4. [

상기 2 개의 압축기들(1, 2)은 흡입 측 상에 오일 분리기/머플러를 전방에 접속되게 포함한다. 통상적으로 오일 분리기는 고압 측 상에 배치된다. 분배의 이유로 상기 2 개의 압축기들(1, 2)이 오일 분리기에 연결되어야 한다. 머플러는 소음 방출의 이유로 고압 측 상에 형성된다. 일반적으로 2 개의 작동 사이클로 구분된다. 냉각 작동 및 난방 작동에서 냉매 회로는 1-단으로 하나의 압축기에 의해 작동될 수 있다. 물론 2-단 압축 및 이러한 용도를 위한 중압 실린더 내 냉매 분리의 가능성으로부터 에너지 및 기술적 (배터리 냉각기 내 냉매의 일정한 분배) 장점들이 제시된다. 따라서, 상기 오일 분리기/머플러가 선택적으로 제공된다. 충전 작동에서 모든 경우 2 개의 압축기들이 2-단 또는 1-단 공정으로 작동된다.The two compressors (1, 2) comprise an oil separator / muffler connected on the suction side for forward connection. Typically, the oil separator is disposed on the high pressure side. For reasons of distribution, the two compressors (1, 2) must be connected to an oil separator. The muffler is formed on the high pressure side for reasons of noise emission. It is generally divided into two operating cycles. In the cooling operation and the heating operation, the refrigerant circuit can be operated by one compressor in one-stage. Of course, the advantages of energy and technology (uniform distribution of refrigerant in the battery cooler) are presented from the possibility of two-stage compression and refrigerant separation in medium pressure cylinders for this purpose. Thus, the oil separator / muffler is optionally provided. In the charging operation, in all cases the two compressors operate in a two-stage or one-stage process.

도 4에는 메인 압축기(1) 및 2 차 압축기(2)가 2-단으로 직렬 접속된 냉매 회로의 열 펌프 회로가 도시된다. 냉매는 커패시터(3) 내에서 응축되고, 팽창 밸브(5) 내에서 감압되고 후속하는 분리기(6) 내에서 냉매의 액상으로부터 기상이 분리된다. 기상은 중압에서 2차 압축기(2)의 흡입 측에 공급되고, 액상은 열 펌프 열 교환기(10), 배터리 냉각기(11) 및 공기 냉각기(12)로 병렬로 분배되고, 팽창 밸브들(7, 8, 9)은 열 교환기들에 각각 할당 배치된다. 열 교환기들(10, 11, 12) 내에서 증발된 냉매는 최종적으로 통합되어 메인 압축기(1)의 흡입 측에 공급된다.4 shows a heat pump circuit of the refrigerant circuit in which the main compressor 1 and the secondary compressor 2 are connected in series in two stages. The refrigerant is condensed in the condenser 3, depressurized in the expansion valve 5, and the vapor phase is separated from the liquid phase of the refrigerant in the subsequent separator 6. The liquid phase is distributed in parallel to the heat pump heat exchanger 10, the battery cooler 11 and the air cooler 12, and the liquid phase is supplied to the expansion valves 7, 8, and 9 are each assigned to heat exchangers. The refrigerant evaporated in the heat exchangers 10, 11 and 12 is finally integrated and supplied to the suction side of the main compressor 1. [

열 펌프 회로의 도시되지 않은 변형은 2 개의 커패시터들이 배치되는 것이다. 제 1 커패시터, 즉 차량 실내용 난방기는 차량의 공기 조화기 내에 설치된다. 제 2 커패시터는 일반 공기-커패시터이고, 상기 일반 공기-커패시터는 바람직한 설계에 따라 물-커패시터로서 구현될 수 있다. 냉매의 증발을 위한 냉매 시스템 내에 3 개의 열 교환기들(10, 11, 12)을 가진 도시된 실시예는 적용 분야에 따라 복합 증발기 배치들에 의해 당연히 확장될 수 있다. 이는 각각 차단 기능을 포함하게 설치된 온도식 팽창 밸브의 위치에만 의존한다. 도 4에 대한 대안으로, 열 펌프 회로는 1-단으로도 구현될 수 있고, 메인 압축기(1)가 커패시터(3)에 대해 직접 지원하고 분리기로부터의 기상은 메인 압축기(1)의 흡입 측에 공급된다. 열은 열 펌프 열 교환기(10)에 의해 냉각제 회로로부터 공급된다.An unshown variation of the heat pump circuit is that two capacitors are arranged. The first capacitor, that is, the vehicle interior heater is installed in the air conditioner of the vehicle. The second capacitor is a general air-capacitor, and the general air-capacitor can be implemented as a water-capacitor according to a desired design. The illustrated embodiment with three heat exchangers (10, 11, 12) in the refrigerant system for the evaporation of the refrigerant can of course be extended by multiple evaporator arrangements depending on the application. It depends only on the position of the thermally-assisted expansion valve, which is installed to include the shut-off function. 4, the heat pump circuit can also be implemented as a one-stage, in which the main compressor 1 directly supports the capacitor 3 and the gas phase from the separator is connected to the suction side of the main compressor 1 . Heat is supplied from the coolant circuit by the heat pump heat exchanger (10).

열 펌프 회로에서 커패시터(3)가 열을 차량의 실내로 방출한다. 도시된 회로 가이드의 장점은 상응하는 열 전달기들에서 낮은 아이싱이 이루어지고 시스템의 양호한 저장력이 주어지는 것이다. 추가로, 배터리 냉각기(11), 공기 냉각기(12) 및 열 펌프 열 교환기(10)의 열이 열 펌프를 위해 이용 가능하게 된다. 1-단으로 구현되는 열 펌프 회로의 대안으로 팽창 밸브(5)가 완전히 개방된 횡단면으로 운행됨으로써 메인 압축기(1)에 의해서만 압축되고 2차 압축기(2)는 이 작동 위치에서 작동하지 않는다. 특히 바람직하게는 상기 회로 내의 배터리 냉각기 열이 차량 실내의 난방에 이용된다.In the heat pump circuit, the capacitor (3) emits heat to the interior of the vehicle. The advantage of the circuit guides shown is that low icing is achieved in the corresponding heat transferors and a good storage capacity of the system is given. In addition, the heat of the battery cooler 11, the air cooler 12, and the heat pump heat exchanger 10 becomes available for the heat pump. As an alternative to the heat pump circuit embodied in one-stage, the expansion valve 5 is operated in a fully open cross-section so that it is compressed only by the main compressor 1 and the secondary compressor 2 does not operate in this operating position. Particularly preferably, the battery cooler heat in the circuit is used for heating the vehicle interior.

도 5에는 변형된 냉매 회로가 도시되고, 특별한 점은 배터리 냉각기(11)가 펌프(19)에 의해 분리기(6)로부터의 액체 냉매를 직접 공급받고 상기 압력 수준으로 증발될 냉매는 분리기(6)로 기상으로 다시 제공되는 것이다. 공기 냉각기들(12)은 배터리 냉각기(11)에 대해 평행하게 냉매를 공급받지만 증발된 냉매는 메인 압축기(1)의 흡입 측에 공급된다. 공기 냉각기들(12)에 각각 팽창 밸브들(7)이 할당 배치된다. 제 2 압축 단은 2차 압축기(2)에 의해 구현됨으로써, 냉매가 커패시터(3)에 제공된다. 특히 배터리 냉각을 위한 본 변형에서 압력 수준은 낮고 중간이다. 장점은 압축기가 액체 충격들에 의해 부하되는 것 없이 배터리 냉각기(11)가 완전히 가득 찬 증발기로서도 작동할 수 있는 것이다. 총 열 전달 면적에 걸쳐 정확히 일정하게 유지되는 증발 온도 수준이 장점이다.5 shows a modified refrigerant circuit, in which the battery cooler 11 is directly supplied with the liquid refrigerant from the separator 6 by means of the pump 19 and the refrigerant to be evaporated at this pressure level is supplied to the separator 6, As shown in FIG. The air coolers 12 are supplied with the refrigerant parallel to the battery cooler 11, but the evaporated refrigerant is supplied to the suction side of the main compressor 1. Expansion valves 7 are assigned to the air coolers 12, respectively. The second compression stage is realized by the secondary compressor (2), so that the refrigerant is supplied to the capacitor (3). The pressure level is low and medium, especially in this version for battery cooling. The advantage is that the battery cooler 11 can also operate as a fully charged evaporator without the compressor being loaded by liquid shocks. An advantage is the level of evaporation temperature, which remains exactly constant over the total heat transfer area.

도 6에는 도 5에 따른 설계에 대한 대안이 도시되고, 배터리 냉각기(11)는 공기 냉각기들(12)에 대해 평행하게 분리기(6)로부터의 액체 냉매를 공급받는다. 분리기로부터의 냉매 액체는 팽창 밸브(8) 내에서 감압되고 상응하는 압력 수준으로 조절된다. 유사하게, 팽창 밸브들(7)이 공기 냉각기들(12)에 할당 배치된다. 배터리 냉각기(11)로부터의 냉매 증기는 멀티웨이 밸브(20)에 의해 압력 수준에 따라 메인 압축기(1)의 흡입 측 또는 2차 압축기(2)의 흡입 측에 도달한다. 팽창 밸브(8)를 가진 배터리 냉각기(11)는 멀티웨이 밸브(20)에 의해 냉매 회로 내로 통합되고 멀티웨이 밸브(20)에 의해 배터리 냉각기(11)로부터의 냉매 유량이 냉매의 중압 유량 또는 저압 유량 내로의 통합이 달성된다. 6 shows an alternative to the design according to FIG. 5, in which the battery cooler 11 is supplied with liquid refrigerant from the separator 6 in parallel with the air coolers 12. The refrigerant liquid from the separator is depressurized in the expansion valve 8 and is regulated to a corresponding pressure level. Similarly, expansion valves 7 are assigned to air coolers 12. The refrigerant vapor from the battery cooler 11 reaches the suction side of the main compressor 1 or the suction side of the secondary compressor 2 depending on the pressure level by the multiway valve 20. The battery cooler 11 having the expansion valve 8 is integrated into the refrigerant circuit by the multiway valve 20 and the refrigerant flow rate from the battery cooler 11 is controlled by the multiway valve 20 to the intermediate pressure Integration into the flow rate is achieved.

도시된 냉매 회로들은 저압 측과 고압 측 사이 또는 중압 측과 고압 측 사이에 추가로 내부 열 교환기를 포함할 수 있다. 또한 비가역적 팽창 유닛들이 작업 수행식 팽창 유닛들에 의해 대체될 수 있다. 이러한 2 개의 변형들은 회로들의 효율 개선을 위해 제공된다The illustrated refrigerant circuits may further include an internal heat exchanger between the low pressure side and the high pressure side or between the medium pressure side and the high pressure side. Also, irreversible expansion units can be replaced by work-action expansion units. These two variations are provided for improving the efficiency of the circuits

1 메인 압축기
2 2차 압축기
3 커패시터
4 추가 커패시터, 물-커패시터, 열 교환기
5 중압 팽창 밸브
6 분리기
7 저압 팽창 밸브
8 저압 팽창 밸브
9 저압 팽창 밸브
10 열 펌프 열 교환기, 열 교환기
11 배터리 냉각기, 전자 냉각기, 열 교환기
12 공기 냉각기, 차량 실내 증발기, 열 교환기
13 냉각제 회로의 펌프
14 냉각제-공기-냉각기
15 냉각제 회로의 멀티웨이 밸브
16 냉매 회로의 멀티웨이 밸브, 차단 밸브
17 중압 기체의 차단 밸브
18 메인 압축기의 고압 기체의 차단 밸브
19 냉매 펌프
20 배터리 냉각기 회로 분기의 멀티웨이 밸브
1 main compressor
2 Secondary compressor
3 capacitors
4 additional capacitors, water-capacitors, heat exchangers
5 intermediate pressure expansion valve
6 separator
7 Low pressure expansion valve
8 Low pressure expansion valve
9 Low pressure expansion valve
10 heat pump heat exchanger, heat exchanger
11 Battery cooler, electronic cooler, heat exchanger
12 air cooler, vehicle indoor evaporator, heat exchanger
13 Pump of coolant circuit
14 Refrigerant-Air-Cooler
15 Multi-way valve of coolant circuit
16 Refrigerant circuit multi-way valve, shut-off valve
17 Shutoff valve for medium pressure gas
18 Shutoff valve for high pressure gas in main compressor
19 Refrigerant Pump
20 Battery cooler circuit branch multiway valve

Claims (16)

냉매 회로, 특히 전기 또는 하이브리드 파워트레인을 포함한 차량들용 냉매 회로로서, 냉매 흐름 방향으로 커패시터(3), 팽창 밸브(5), 중압 실린더로서의 분리기(6), 팽창 밸브(7)가 직렬 접속되게 배치되고 그 후, 배터리 냉각기(11) 및 공기 냉각기(12)가 병렬 접속되게 배치됨으로써, 메인 압축기(1) 및 2차 압축기(2)가 병렬 와이어링으로 배치되고, 상기 메인 압축기(1)의 고압 측은 상기 2차 압축기(2)의 흡입 측과 연결됨으로써, 상기 메인 압축기(1)의 고압 케이블 내의 차단 밸브(18) 및 멀티웨이 밸브(16)에 의해 상기 메인 압축기(1) 및 상기 2차 압축기(2)가 직렬 또는 병렬 접속될 수 있고, 상기 분리기(6)는 기체 측 상에서 상기 2차 압축기(2)의 흡입 측과 연결되는 냉매 회로.A refrigerant circuit, in particular, a refrigerant circuit for a vehicle including an electric or hybrid power train, is characterized in that a capacitor 3, an expansion valve 5, a separator 6 as a medium pressure cylinder and an expansion valve 7 are connected in series in a refrigerant flow direction The main compressor 1 and the secondary compressor 2 are arranged in parallel wiring by arranging the battery cooler 11 and the air cooler 12 in parallel so that the main compressor 1 and the secondary compressor 2 are arranged in parallel, The high pressure side is connected to the suction side of the secondary compressor 2 and is connected to the main compressor 1 and the secondary side by the shutoff valve 18 and the multiway valve 16 in the high pressure cable of the main compressor 1. [ The compressor (2) can be connected in series or in parallel, and the separator (6) is connected to the suction side of the secondary compressor (2) on the gas side. 제 1 항에 있어서, 차단 밸브(17)가 상기 2차 압축기(2)의 상기 흡입 측과 상기 분리기(6)의 상기 기체 측의 연결부 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로. The refrigerant circuit according to claim 1, characterized in that a shut-off valve (17) is provided in the suction side of the secondary compressor (2) and the gas-side connection of the separator (6). 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 냉각기(11) 및 상기 공기 냉각기(12)에 팽창 밸브(7, 8)가 각각 별도로 할당되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로.The refrigerant circuit according to claim 1, characterized in that expansion valves (7, 8) are separately allocated to the battery cooler (11) and the air cooler (12). 제 1 항에 있어서, 추가 냉각제 회로가 형성되고, 상기 추가 냉각제 회로는 펌프(13), 열 펌프 열 교환기(10), 및 냉각제-공기-냉각기(14)를 포함하고, 할당 배치된 팽창 밸브(9)를 포함한 상기 열 펌프 열 교환기(10)는 상기 냉매 회로 내의 상기 배터리 냉각기(11) 및 상기 공기 냉각기(12) 에 대해 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로. The system of claim 1 wherein an additional coolant circuit is formed and wherein the additional coolant circuit comprises a pump (13), a heat pump heat exchanger (10), and a coolant-air cooler (14) 9) is arranged in parallel with respect to the battery cooler (11) and the air cooler (12) in the refrigerant circuit. 제 4 항에 있어서, 멀티웨이 밸브(15)에 의해 선택적으로 또는 점증적으로(cumulatively) 스위칭 가능하게 추가 커패시터(4)가 냉각제 회로 내에 배치되고, 상기 추가 커패시터(4)는 상기 냉매 회로 내에서 냉매 흐름 방향으로 상기 커패시터(3) 뒤에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로. 5. A refrigerant circuit according to claim 4, characterized in that further capacitors (4) are arranged in the coolant circuit such that they can be switched selectively or cumulatively by means of a multiway valve (15) Is arranged behind the capacitor (3) in the refrigerant flow direction. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 압축기(2)는 상기 메인 압축기(1) 내로 통합되게 형성되고 상기 메인 압축기(1)는 2-단 압축기로서 구현되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로. The refrigerant circuit according to claim 1, wherein the secondary compressor (2) is integrated into the main compressor (1) and the main compressor (1) is implemented as a two-stage compressor. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 냉매 회로의 작동 방법에 있어서, 공기 조화기 모드의 주행 작동에서 상기 냉매는
- 상기 메인 압축기(1) 내에서 1-단으로 압축되고,
- 그 후, 열 방출 하에서 상기 커패시터(3)를 통과하고,
- 상기 팽창 밸브(5) 내에서 중압으로 감압되고, 및
- 상기 냉매의 액상은 상기 공기 냉각기(12) 및 상기 배터리 냉각기(11) 내에서 병렬로 증발되고 상기 분리기(6)로부터의 기상과 함께 상기 메인 압축기(1)에 의해 흡입되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.
7. A method of operating a refrigerant circuit according to any one of claims 1 to 6, characterized in that in the running operation of the air conditioner mode,
- compressed in the main compressor (1) in one-stage,
- after passing through the capacitor (3) under heat release,
- the pressure in the expansion valve (5) is reduced to medium pressure, and
Characterized in that the liquid phase of the refrigerant is evaporated in parallel in the air cooler (12) and the battery cooler (11) and sucked by the main compressor (1) together with the vapor from the separator (6) How the circuit works.
제 7 항에 있어서, 상기 냉매는 상기 공기 냉각기(12) 및 상기 배터리 냉각기(11) 앞에서 팽창 밸브들(7, 8)에 의해 각각 별도로 감압되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법. The method of claim 7, wherein the refrigerant is separately depressurized by expansion valves (7, 8) in front of the air cooler (12) and the battery cooler (11). 제 7 항에 있어서, 배터리들의 충전 작동에서 상기 냉매는
- 상기 메인 압축기(1) 및 상기 2차 압축기(2) 내에서 2-단으로 압축되고,
- 그 후, 열 방출 하에서 상기 커패시터(3)를 통과하고,
- 상기 팽창 밸브(5) 내에서 중압으로 감압되고,
- 상기 냉매의 기상은 상기 2차 압축기(2)에 의해 흡입되고, 및
- 상기 냉매의 액상은 상기 배터리 냉각기(11) 내에서 증발되고 상기 메인 압축기(11)에 의해 흡입되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.
8. The method of claim 7, wherein in the charging operation of the batteries,
- two-stage compression in the main compressor (1) and the secondary compressor (2)
- after passing through the capacitor (3) under heat release,
- the pressure in the expansion valve (5) is reduced to a medium pressure,
- the vapor phase of the refrigerant is sucked by the secondary compressor (2), and
Characterized in that the liquid phase of the refrigerant is evaporated in the battery cooler (11) and sucked by the main compressor (11).
제 9 항에 있어서, 상기 냉매의 상기 열 방출은 상기 커패시터(3)에 추가로 냉매 회로의 직렬로 후속 접속된 추가 커패시터(4) 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.10. A method as claimed in claim 9, characterized in that the heat release of the refrigerant takes place in an additional capacitor (4) which is subsequently connected in series to the capacitor (3). 제 9 항에 있어서, 1-단 열 펌프 작동에서 상기 냉매는
- 상기 메인 압축기(1) 내에서 1-단으로 압축되고,
- 그 후, 차량 실내로의 열 방출 하에서 상기 커패시터(3)를 통과하고,
- 상기 팽창 밸브(5) 내에서 중압으로 감압되고,
- 상기 냉매의 기상은 상기 메인 압축기(1)에 의해 흡입되고, 및
- 상기 냉매의 액상은 상기 열 펌프 열 교환기(10) 내에서 증발되고 상기 메인 압축기(1)에 의해 흡입되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.
10. The method of claim 9, wherein in the one-step heat pump operation,
- compressed in the main compressor (1) in one-stage,
- thereafter pass through the capacitor (3) under heat radiation to the passenger compartment,
- the pressure in the expansion valve (5) is reduced to a medium pressure,
- the vapor phase of the refrigerant is sucked by the main compressor (1), and
Characterized in that the liquid phase of the refrigerant is evaporated in the heat pump heat exchanger (10) and sucked by the main compressor (1).
제 11 항에 있어서, 2-단 열 펌프 작동에서 상기 냉매는
- 상기 메인 압축기(1) 및 상기 2차 압축기(2) 내에서 2-단으로 압축되고,
- 그 후, 차량 실내로의 열 방출 하에서 상기 커패시터(3)를 통과하고,
- 상기 팽창 밸브(5) 내에서 중압으로 감압되고,
- 상기 냉매의 기상은 상기 2차 압축기(2)에 의해 흡입되고, 및
- 상기 냉매의 액상은 상기 열 펌프 열 교환기(10), 상기 공기 냉각기(12), 및 상기 배터리 냉각기(11) 내에서 병렬로 증발되고 상기 메인 압축기(1)에 의해 흡입되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.
12. The method of claim 11, wherein in the two-stage heat pump operation,
- two-stage compression in the main compressor (1) and the secondary compressor (2)
- thereafter pass through the capacitor (3) under heat radiation to the passenger compartment,
- the pressure in the expansion valve (5) is reduced to a medium pressure,
- the vapor phase of the refrigerant is sucked by the secondary compressor (2), and
Characterized in that the liquid phase of the refrigerant is evaporated in parallel and sucked in by the main compressor (1) in the heat pump heat exchanger (10), the air cooler (12) and the battery cooler (11) How the circuit works.
제 12 항에 있어서, 상기 열 펌프 열 교환기(10) 내 상기 냉매의 열 흡수는 상기 열 펌프 열 교환기(10) 내의 상기 냉각제 회로로부터 추가로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법. 13. The method of claim 12, wherein the heat absorption of the refrigerant in the heat pump heat exchanger (10) is further provided by the coolant circuit in the heat pump heat exchanger (10). 제 12 항에 있어서, 상기 배터리 냉각기(11) 내의 열 방출을 위해 축전기의 충전 작동에서 추가 열 전달 면적들이 활성화될 수 있는 것을 특징으로 냉매 회로의 작동 방법. 13. A method according to claim 12, characterized in that additional heat transfer areas can be activated in the charging operation of the capacitor for heat dissipation in the battery cooler (11). 제 12 항에 있어서, 상기 냉각제-공기-냉각기(14) 내의 열 방출을 위해 충전 작동에서 추가 열 전달 면적들이 활성화되거나 또는 총 면적이 비사용으로 인해 다른 컴포넌트들에 의해 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법. 13. A method according to claim 12, characterized in that additional heat transfer areas are activated in the filling operation for heat release in the coolant-air-cooler (14) or the total area can be used by other components due to non- Wherein the refrigerant circuit is operated by a refrigerant circuit. 제 12 항에 있어서, 상기 커패시터(3) 내의 열 방출을 위해, 충전 작동에서 추가 열 전달 면적들이 활성화되거나 또는 변하지 않는 상기 커패시터(3)의 용량이 더 높은 고압에 의해 밀어내는 온도차로서 구현되는 것을 특징으로 하는 냉매 회로의 작동 방법.13. A method according to claim 12, characterized in that for the heat release in the capacitor (3), the capacity of the capacitor (3) with or without further heat transfer areas in the charging operation is implemented as a temperature difference Wherein the refrigerant circuit comprises a refrigerant circuit.
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