[go: up one dir, main page]

DE10317551B3 - Compression refrigerating system for a motor vehicle air-conditioning system comprises a carbon dioxide coolant cycle, and a reversing valve that can be switched to a second coolant cycle for heating operation - Google Patents

Compression refrigerating system for a motor vehicle air-conditioning system comprises a carbon dioxide coolant cycle, and a reversing valve that can be switched to a second coolant cycle for heating operation Download PDF

Info

Publication number
DE10317551B3
DE10317551B3 DE10317551A DE10317551A DE10317551B3 DE 10317551 B3 DE10317551 B3 DE 10317551B3 DE 10317551 A DE10317551 A DE 10317551A DE 10317551 A DE10317551 A DE 10317551A DE 10317551 B3 DE10317551 B3 DE 10317551B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refrigerant
compressor
throttle element
refrigeration system
compression refrigeration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
DE10317551A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans-Dieter Heimberger
Rupert Janofske
Siegfried Reuter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32038823&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE10317551(B3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE10317551A priority Critical patent/DE10317551B3/en
Priority to FR0403796A priority patent/FR2853859A1/en
Priority to ES200400894A priority patent/ES2258380B1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10317551B3 publication Critical patent/DE10317551B3/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B45/00Arrangements for charging or discharging refrigerant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/003Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00957Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising locations with heat exchange within the refrigerant circuit itself, e.g. cross-, counter-, or parallel heat exchange
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/16Receivers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/19Pumping down refrigerant from one part of the cycle to another part of the cycle, e.g. when the cycle is changed from cooling to heating, or before a defrost cycle is started
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/01Geometry problems, e.g. for reducing size
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2507Flow-diverting valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006Accumulators

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kompressionskältesystem einer Kraftfahrzeugklimaanlage, bei dem über Kältemittelleitungen (6) ein zirkulierender Umlauf eines CO2-Kältemittels von einem Verdichter (1) über einen Gaskühler (2), ein Expansionsorgan (4) und einen Verdampfer (5) zurück zum Verdichter (1) erfolgt. Zwischen dem Verdichter (1) und dem Gaskühler (2) ist ein Umschaltventil (9) vorhanden, mit dem in einen zweiten Kältemittelkreislauf für einen Heizbetrieb mit dem Verdichter (1), einem Dosselelement (7) und einem Heiz-Wärmetauscher (8) umgeschaltet werden kann. Im Heizbetrieb wird die Anlage im sogenannten Heißgasbetrieb betrieben. Um diesen stabil regeln zu können, ist ein Kältemittelvolumen zwischen dem Verdichter (1) und dem Drosselelement (7) von mindestens 50 cm3 vorgesehen.The invention relates to a compression refrigeration system of a motor vehicle air conditioning system, in which a circulating circulation of a CO 2 refrigerant from a compressor (1) via a gas cooler (2), an expansion element (4) and an evaporator (5) back to the compressor via refrigerant lines (6) (1) is done. Between the compressor (1) and the gas cooler (2) there is a changeover valve (9) which is used to switch to a second refrigerant circuit for heating operation with the compressor (1), a throttle element (7) and a heating / heat exchanger (8) can be. In heating mode, the system is operated in so-called hot gas mode. In order to be able to regulate this stably, a refrigerant volume between the compressor (1) and the throttle element (7) of at least 50 cm 3 is provided.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Kompressionskältesystem einer Kraftfahrzeugklimaanlage, bei dem über Kältemittelleitungen ein zirkulierender Umlauf eines CO2-Kältemittels von einem Verdichter über einen Gaskühler, ein Expansionsorgan und einen Verdampfer zurück zum Verdichter erfolgt. Ein derartiges Kompressionskältesystem ist aus der DE 199 25 744 A1 bekannt.The invention relates to a compression refrigeration system of a motor vehicle air conditioning system, in which a circulating circulation of a CO 2 refrigerant from a compressor via a gas cooler, an expansion element and an evaporator takes place back to the compressor via refrigerant lines. Such a compression refrigeration system is from the DE 199 25 744 A1 known.

Kraftfahrzeugklimaanlagen mit Kohlendioxid als Kältemittel werden zunehmend als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Klimaanlagen mit Flourkohlenwasserstoff-Kältemittel angesehen. Kohlendioxid ist zudem preiswert, überall erhältlich, ungiftig und auch nicht brennbar. Es wird daher auch den hohen Sicherheitsanforderungen in Kraftfahrzeugen gerecht. Auf Grund der im Kohlendioxidkühlkreislauf hohen Drucke von bis zu 140 bar ist ein einfacher Kühlmittelaustausch bei bestehenden Anlagen jedoch nicht möglich. Vielmehr müssen die Anlagen weitgehend neu entwickelt werden.Automotive air conditioning systems with carbon dioxide as refrigerant are increasingly becoming an environmentally friendly alternative to conventional ones Air conditioners viewed with fluorocarbon refrigerants. carbon dioxide is also inexpensive, everywhere available, non-toxic and non-flammable. It therefore also meets the high security requirements in motor vehicles. Because of the in the carbon dioxide cooling circuit high pressures of up to 140 bar is a simple coolant exchange not possible with existing systems. Rather, they have to Plants are largely redeveloped.

Im Zusammenhang mit Kohlendioxidklimaanlagen wurde bereits vorgeschlagen, diese auch zu Heizzwecken einzusetzen. Hierzu ist ein zweiter Kältemittelkreislauf vorgesehen, der einen Wärmetauscher für den Heizbetrieb aufweist. Die Umschaltung zwischen den beiden Kältemittelkreisläufen erfolgt durch ein entsprechendes Umschaltventil. Im Heizbetrieb wird die Anlage im sogenannten Heißgasbetrieb (Dreiecksprozess) betrieben. In ersten Versuchen hat sich gezeigt, dass bei entsprechenden Klimaanlagen für PKW der Heißgasprozess eine sehr hohe Dynamik aufweist, d.h. in den Kältemittelleitungen hohe Druckschwankungen auftreten. Als Folge davon ist der Heißgasprozess bei diesen PKW-Klimaanlagen nicht stabil regelbar.In connection with carbon dioxide air conditioners has already been proposed to use them for heating purposes. There is a second refrigerant circuit for this provided a heat exchanger for the Has heating operation. Switching between the two refrigerant circuits is done by a corresponding switch valve. The system is in heating mode in so-called hot gas operation (Triangular process) operated. Initial tests have shown that that with appropriate air conditioning systems for cars, the hot gas process has a very high dynamic, i.e. high pressure fluctuations in the refrigerant lines occur. As a result, the hot gas process in these car air conditioners is not stable adjustable.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Kompressionskältesystem derart weiter zu entwickeln, dass im Heizbetrieb der Heißgasprozess stabil regelbar wird.The object of the invention is therefore the compression refrigeration system to develop in such a way that the hot gas process in heating mode becomes stable controllable.

Die Aufgabe wird durch ein Kompressionskältesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The task is done through a compression refrigeration system solved with the features of claim 1.

Das Kompressionskältesystem weist in üblicher Weise einen ersten Kältemittelkreislauf auf, mit dem ein zirkulierender Umlauf eines CO2-Kältemittels von einem Verdichter über einen Gaskühler, ein Expansionsorgan und einen Verdampfer zurück zu dem Verdichter erfolgt. In einem zweiten Kältemittelkreislauf für den Heizbetrieb erfolgt ein Umlauf des CO2-Kältemittels von dem Verdichter über ein Drosselelement und einen Heizwärmetauscher. Die Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Kältemittelkreislauf erfolgt über ein Umschaltventil, das zwischen dem Verdichter und dem Gaskühler vorhanden ist. Auf Grund der begrenzten Platzverhältnisse für eine Klimaanlage eines PKW muss diese sehr kompakt ausgeführt sein. Die Kältemittelleitungen sind daher sehr kurz und weisen ein geringes Volumen auf. Es wurde nun erkannt, dass die schlechte Regelbarkeit des Heißgasprozesses im Heizbetrieb eine Folge des geringen Kältemittelvolumens vor dem Drosselorgan ist. Die Erfindung schlägt daher vor, das Kältemittelvolumen zwischen dem Verdichter und dem Drosselelement auf mindestens 50 cm3, vorzugsweise mindestens 100 cm3, zu erhöhen. Durch dieses Kältemittelvolumen vor dem Drosselelement ist dann ein ausreichendes Druckpolster vorhan den, so dass Druckschwankungen weitgehend verhindert werden können. Als Folge davon kann der Heißgasprozess nunmehr stabil geregelt werden. Eine Erhöhung des Kältemittelvolumens vor dem Drosselelement auf mehr als 200 cm3 bringt in der Regel keine Vorteile mehr. Die Bestimmung des optimalen Volumens bleibt jedoch dem Einzelfall überlassen.The compression refrigeration system usually has a first refrigerant circuit, with which a CO 2 refrigerant circulates from a compressor via a gas cooler, an expansion device and an evaporator back to the compressor. In a second refrigerant circuit for heating operation, the CO 2 refrigerant is circulated from the compressor via a throttle element and a heating heat exchanger. The changeover between the first and the second refrigerant circuit takes place via a changeover valve which is present between the compressor and the gas cooler. Due to the limited space available for an air conditioning system in a car, it has to be very compact. The refrigerant lines are therefore very short and have a small volume. It has now been recognized that the poor controllability of the hot gas process in heating operation is a result of the low refrigerant volume upstream of the throttle element. The invention therefore proposes to increase the refrigerant volume between the compressor and the throttle element to at least 50 cm 3 , preferably at least 100 cm 3 . This volume of refrigerant in front of the throttle element then provides a sufficient pressure cushion so that pressure fluctuations can be largely prevented. As a result, the hot gas process can now be controlled stably. Increasing the refrigerant volume in front of the throttle element to more than 200 cm 3 generally no longer has any advantages. However, the determination of the optimal volume is left to the individual case.

Die Erhöhung des Kältemittelvolumens vor dem Drosselelement kann auf verschiedene Weise erfolgen. Zunächst kann ein Kältemittelreservoir, insbesondere als Kältemittelstichleitung, zwischen dem Verdichter und dem Drosselelement vorhanden sein. Zum anderen kann das erforderliche Kältemittelvolumen auch durch eine Vergrößerung des Querschnittes der entsprechenden Kältemittelleitungen erreicht werden. Dabei kann die Kältemittelleitung zwischen dem Verdichter und dem Umschaltventil und/oder zwischen den Umschaltventil und dem Drosselelement einen größeren Querschnitt aufweisen als die Kältemittelleitungen zwischen den anderen Bauteilen. Eine weitere Möglichkeit, das erforderliche Volumen zu erreichen, besteht darin, bei gegebenem Querschnitt der Kältemittelleitung deren Länge entsprechend anzupassen. Insbesondere kann dabei die Kältemittelleitung zwischen dem Umschaltventil und dem Drosselelement länger ausgebildet sein, als die Kältemittelleitung zwischen dem Umschaltventil und dem Gaskühler.The increase in the refrigerant volume in front of the throttle element can be done in different ways. First of all, a refrigerant reservoir, especially as a refrigerant branch line, be present between the compressor and the throttle element. To the others may require the required volume of refrigerant also by increasing the Cross section of the corresponding refrigerant lines can be achieved. The refrigerant line between the compressor and the switching valve and / or between the switching valve and the throttle element have a larger cross section have than the refrigerant lines between the other components. Another way to do the required To achieve volume, for a given cross section, the Refrigerant line their length adjust accordingly. In particular, the refrigerant line formed longer between the switching valve and the throttle element than the refrigerant line between the changeover valve and the gas cooler.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figur näher beschrieben.The invention is described below of an embodiment and closer to the figure described.

1 zeigt hierzu ein Kompressionskältesystem mit zwei Kältemittelkreisläufen. 1 shows a compression refrigeration system with two refrigerant circuits.

Das in 1 dargestellte Kompressionskältesystem weist einen Verdichter 1 auf. Der Verdichter 1 kann sowohl durch einen Elektromotor als auch vom Kraftfahrzeugmotor angetrieben werden. Als Kältemittel wird Kohlendioxid eingesetzt. Das Kältesystem weist ferner einen Gaskühler 2, einen – für die grundsätzliche Funktion des Kältesystems entbehrlichen – Wärmetauscher (innerer Wärmetauscher) 3, ein Expansionsorgan 4 und einen Verdampfer 5 auf. Der Verdichter 1, Gaskühler 2, Expansionsorgan 4 und Verdampfer 5 sind in der dargestellten Weise durch Kältemittelleitungen 6 verbunden, so dass ein kontinuierlicher Kreislauf des CO2-Kältemittels vom Verdichter 1 über den Gaskühler 2, das Expansionsorgan 4 und den Verdampfer 5 zurück zum Verdichter 1 erzielt wird. In Kältesystem nach 1 ist zusätzlich ein Akku 11 im Kältemittelkreislauf vorhanden.This in 1 Compression refrigeration system shown has a compressor 1 on. The compressor 1 can be driven by an electric motor as well as by the motor vehicle engine. Carbon dioxide is used as the refrigerant. The refrigeration system also has a gas cooler 2 , a - for the basic function of the refrigeration system - heat exchanger (internal heat exchanger) 3 , an expansion organ 4 and an evaporator 5 on. The compressor 1 , Gas cooler 2 , Expansion organ 4 and evaporator 5 are in the manner shown by refrigerant lines 6 connected so that a continuous cycle of the CO 2 refrigerant from the compressor 1 about the gas cooler 2 , the expansion organ 4 and the vaporizer 5 back to the compressor 1 is achieved. In refrigeration system after 1 is also a battery 11 present in the refrigerant circuit.

Im Verdichter 1 wird das Kältemittel verdichtet und anschließend dem Gaskühler 2 zugeführt. Im Gaskühler 2 erfolgt eine Wärmeabgabe an ein äußeres Medium. Im Expansionsorgan 4 erfolgt eine Entspannung des Kältemittels und damit eine Abnahme des Druckes. Das Kältemittel liegt dann als Nassdampf vor. Der Bereich zwischen dem Kompressor 1 über den Gaskühler 2 bis zum Expansionsorgan 4 bildet die Hochdruckseite des Kältesystems. Das durch das Expansionsorgan 4 entspannte Kältemittel tritt in den Verdampfer 5 ein und nimmt dort Wärme von einem äußeren Medium, hier der in den Kraftfahrzeuginnenraum zu leitenden Luft, auf. Das gasförmige Kältemittel wird schließlich vom Verdichter 1 angesaugt und der gesamte Vorgang startet von Neuem. Der Bereich vom Expansionsorgan 4 über den Verdampfer 5 bis zum Eingang des Verdichters 1 bildet die Niederdruckseite des Kältesystems. Gleichzeitig ist dies auch der Bereich mit einem niedrigen Temperaturniveau, verglichen mit dem Temperaturniveau der Hochdruckseite. Durch den zusätzlichen Wärmetauscher 3, der einen Wärmeaustausch zwischen der Hochdruckseite und der Saugleitung zum Verdichter 1 ermöglicht, kann eine Verbesserung der gesamten Kälteleistung des Systems erreicht werden.In the compressor 1 the refrigerant is compressed and then the gas cooler 2 fed. In the gas cooler 2 heat is given off to an external medium. In the expansion organ 4 there is a relaxation of the refrigerant and thus a decrease in pressure. The refrigerant is then available as wet steam. The area between the compressor 1 about the gas cooler 2 to the expansion organ 4 forms the high pressure side of the refrigeration system. That through the expansion organ 4 expanded refrigerant enters the evaporator 5 and absorbs heat from an external medium, here the air to be conducted into the interior of the motor vehicle. The gaseous refrigerant is finally released by the compressor 1 sucked in and the whole process starts again. The area of the expansion organ 4 via the evaporator 5 to the entrance of the compressor 1 forms the low pressure side of the refrigeration system. At the same time, this is also the area with a low temperature level compared to the temperature level on the high pressure side. Through the additional heat exchanger 3 , which exchanges heat between the high pressure side and the suction line to the compressor 1 enables, an improvement in the overall cooling capacity of the system can be achieved.

Für einen Heizbetrieb weist das Kompressionskältesystem einen zweiten Kältemittelkreislauf auf. Dieser erfolgt von dem Verdichter 1 über ein hier als Drosselelement 7 bezeichnetes Expansionsorgan und einen Heizwärmetauscher 8 zurück zum Verdichter 1. Zur Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Kältemittelkreislauf ist ein Umschaltventil 9 zwischen dem Verdichter 1 und dem Gaskühler 2 bzw. Drosselelement 7 eingefügt.For heating operation, the compression refrigeration system has a second refrigerant circuit. This is done by the compressor 1 via a here as a throttle element 7 designated expansion device and a heat exchanger 8th back to the compressor 1 , A changeover valve is used to switch between the first and the second refrigerant circuit 9 between the compressor 1 and the gas cooler 2 or throttle element 7 inserted.

Die elektrische Regelung eines solchen Kältesystems erfolgt in an sich bekannter Weise mittels eines nicht dargestellten Reglers.The electrical regulation of such refrigeration Systems takes place in a manner known per se by means of a not shown Controller.

Auf Grund der kompakten Bauweise eines Kompressionskältesystems für einen PKW sind die Kältemittelleitungen 6 sehr kurz ausgeführt. Ein stabiler Heizbetrieb über den zweiten Kältemittelkreislauf kann mit entsprechend kurzen Kältemittelleitungen nicht erreicht werden. Die Erfindung sieht daher eine Vergrößerung des Kältemittelvolumens zwischen dem Verdichter 1 und dem Drosselelement 7 vor. Hierzu bestehen verschiedene Möglichkeiten, die in 1 angedeutet sind. Zunächst kann ein Kältemittelreservoir in Form einer Kältemittelstichleitung zwischen dem Verdichter 1 und dem Drosselelement 7 vorhanden sein. In 1 sind hierzu ein Kältemittelreservoir 10a zwischen dem Verdichter 1 und dem Umschaltventil 9 und ein Kältemittelreservoir 10b zwischen dem Umschaltventil 9 und dem Drosselelement 7 dargestellt. Selbstverständlich ist ein einziges Kältemittelre servoir 10 ausreichend, sofern mit diesem das erforderliche Kältemittelmindestvolumen erreicht wird. Alternativ oder auch zusätzlich zu dem Kältemittelreservoir 10 kann zur Erhöhung des Kältemittelvolumens der Querschnitt der Kältemittelleitung 6a zwischen dem Verdichter 1 und dem Umschaltventil 9 und/oder der Kältemittelleitung 6b zwischen dem Umschaltventil 9 und dem Drosselelement 7 erhöht werden. In 1 ist dies schematisch angedeutet. In der Regel wird hierzu der Querschnitt der Kältemittelleitung 6a auf der gesamten Länge zwischen Verdichter 1 und Umschaltventil 9 und entsprechend auch der gesamte Querschnitt der Kältemittelleitung 6b zwischen dem Umschaltventil 9 und dem Drosselelement 7 konstant sein. Eine Erhöhung des Kältemittelvolumens vor dem Drosselelement 7 kann auch durch geeignete Anordnung des Drosselelements 7 und des Gaskühlers 2 erreicht werden. Beispielsweise kann hierzu das Drosselelement 7 weiter von dem Umschaltventil 9 angeordnet werden als das Gaskühlelement 2. Als Folge ergibt sich durch die gegenüber der Kältemittelleitung 6c zwischen dem Umschaltventil 9 und dem Gaskühler 2 bereits verlängerte Kältemittelleitung 6b zwischen dem Umschaltventil 9 und dem Drosselelement 7 eine Erhöhung des entsprechenden Kältemittelvolumens vor dem Drosselelement 7. Auch mit einer geschickten konstruktiven Kombination der vorgenannten Möglichkeiten zur Erhöhung des Kältemittelvolumens zwischen dem Verdichter 1 und dem Drosselelement 7 kann trotz kompakter Abmessungen einer PKW-Klimaanlage das erforderliche Mindestkältemittelvolumen für einen stabilen Heißgasprozess im Heizbetrieb erreicht werden.Due to the compact design of a compression refrigeration system for a car, the refrigerant lines are 6 executed very briefly. Stable heating operation via the second refrigerant circuit cannot be achieved with appropriately short refrigerant lines. The invention therefore sees an increase in the refrigerant volume between the compressor 1 and the throttle element 7 in front. There are various possibilities for this, which 1 are indicated. First of all, a refrigerant reservoir in the form of a refrigerant branch line between the compressor 1 and the throttle element 7 to be available. In 1 are a refrigerant reservoir 10a between the compressor 1 and the changeover valve 9 and a refrigerant reservoir 10b between the changeover valve 9 and the throttle element 7 shown. It goes without saying that there is only one refrigerant reservoir 10 sufficient if the required minimum refrigerant volume is reached. Alternatively or in addition to the refrigerant reservoir 10 can increase the refrigerant volume of the cross section of the refrigerant line 6a between the compressor 1 and the changeover valve 9 and / or the refrigerant line 6b between the changeover valve 9 and the throttle element 7 increase. In 1 this is indicated schematically. As a rule, this is the cross section of the refrigerant line 6a along the entire length between compressors 1 and changeover valve 9 and accordingly the entire cross section of the refrigerant line 6b between the changeover valve 9 and the throttle element 7 be constant. An increase in the refrigerant volume in front of the throttle element 7 can also by appropriate arrangement of the throttle element 7 and the gas cooler 2 can be achieved. For example, the throttle element 7 further from the changeover valve 9 be arranged as the gas cooling element 2 , As a result, this results in the opposite of the refrigerant line 6c between the changeover valve 9 and the gas cooler 2 already extended refrigerant line 6b between the changeover valve 9 and the throttle element 7 an increase in the corresponding refrigerant volume upstream of the throttle element 7 , Even with a clever constructive combination of the above options to increase the refrigerant volume between the compressor 1 and the throttle element 7 Despite the compact dimensions of a car air conditioning system, the required minimum refrigerant volume for a stable hot gas process in heating mode can be achieved.

Im Kraftfahrzeug wird in bekannter Weise Luft über den Wärmetauscher 5 bzw. den Heizwärmetauscher 8 geleitet und gekühlt bzw. erwärmt dem Kraftfahrzeuginnenraum zugeführt.In the motor vehicle, air is passed through the heat exchanger in a known manner 5 or the heat exchanger 8th conducted and cooled or heated supplied to the motor vehicle interior.

Claims (6)

Kompressionskältesystem einer Kraftfahrzeugklimaanlage, bei dem über Kältemittelleitungen ein zirkulierender Umlauf eines CO2-Kältemittels von einem Verdichter (1) über einen Gaskühler (2), ein Expansionsorgan (4) und einen Verdampfer (5) zurück zum Verdichter (1) erfolgt, wobei zwischen dem Verdichter (1) und dem Gaskühler (2) ein Umschaltventil (9) vorhanden ist, mit dem in einen zweiten Kältemittelkreislauf für einen Heizbetrieb mit dem Verdichter (1), einem Drosselelement (7) und einem Heiz-Wärmetauscher (8) umgeschaltet werden kann, und das Kältemittelvolumen zwischen dem Verdichter (1) und dem Drosselelement (7) mindestens 50 cm3 beträgt.Compression refrigeration system of a motor vehicle air conditioning system, in which a circulating circulation of a CO 2 refrigerant from a compressor ( 1 ) via a gas cooler ( 2 ), an expansion organ ( 4 ) and an evaporator ( 5 ) back to the compressor ( 1 ) takes place between the compressor ( 1 ) and the gas cooler ( 2 ) a changeover valve ( 9 ) is available with which in a second refrigerant circuit for heating operation with the compressor ( 1 ), a throttle element ( 7 ) and a heating heat exchanger ( 8th ) can be switched, and the refrigerant volume between the compressor ( 1 ) and the throttle element ( 7 ) is at least 50 cm 3 . Kompressionskältesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittelvolumen zwischen dem Verdichter (1) und dem Drosselelement (7) mindestens 100 cm3 beträgt.Compression refrigeration system according to claim 1, characterized in that the refrigerant volume between the compressor ( 1 ) and the throttle element ( 7 ) is at least 100 cm 3 . Kompressionskältesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittelvolumen zwischen dem Verdichter (1) und dem Drosselelement (7) zwischen 100 cm3 und 200 cm3 beträgt.Compression refrigeration system according to claim 1 or 2, characterized in that the volume of refrigerant between the compressor ( 1 ) and the throttle element ( 7 ) is between 100 cm 3 and 200 cm 3 . Kompressionskältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Kältemittelreservoir (10), insbesondere als Kältemittelstichleitung, zwischen dem Verdichter (1) und dem Drosselelement (7) vorhanden ist.Compression refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that a refrigerant reservoir ( 10 ), especially as a refrigerant branch line, between the compressor ( 1 ) and the throttle element ( 7 ) is available. Kompressionskältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelleitung (6a, 6b) zwischen dem Verdichter (1) und dem Umschaltventil (9) und/oder zwischen dem Umschaltventil (9) und dem Drosselelement (7) einen größeren Querschnitt aufweist als die Kältemittelleitungen zwischen den anderen Bauteilen.Compression refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the refrigerant line ( 6a . 6b ) between the compressor ( 1 ) and the changeover valve ( 9 ) and / or between the changeover valve ( 9 ) and the throttle element ( 7 ) has a larger cross section than the refrigerant lines between the other components. Kompressionskältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelleitung (6b) zwischen dem Umschaltventil (9) und dem Drosselelement (7) länger ist als die Kältemittelleitung (6c) zwischen dem Umschaltventil (9) und dem Gaskühler (2).Compression refrigeration system according to one of the preceding claims, characterized in that the refrigerant line ( 6b ) between the changeover valve ( 9 ) and the throttle element ( 7 ) is longer than the refrigerant line ( 6c ) between the changeover valve ( 9 ) and the gas cooler ( 2 ).
DE10317551A 2003-04-15 2003-04-15 Compression refrigerating system for a motor vehicle air-conditioning system comprises a carbon dioxide coolant cycle, and a reversing valve that can be switched to a second coolant cycle for heating operation Revoked DE10317551B3 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10317551A DE10317551B3 (en) 2003-04-15 2003-04-15 Compression refrigerating system for a motor vehicle air-conditioning system comprises a carbon dioxide coolant cycle, and a reversing valve that can be switched to a second coolant cycle for heating operation
FR0403796A FR2853859A1 (en) 2003-04-15 2004-04-09 AIR CONDITIONING SYSTEM OF MOTOR VEHICLE WITH CO2 COOLING AGENT
ES200400894A ES2258380B1 (en) 2003-04-15 2004-04-13 INSTALLATION OF AIR CONDITIONING FOR CARS WITH CO2 COOLANT.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10317551A DE10317551B3 (en) 2003-04-15 2003-04-15 Compression refrigerating system for a motor vehicle air-conditioning system comprises a carbon dioxide coolant cycle, and a reversing valve that can be switched to a second coolant cycle for heating operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10317551B3 true DE10317551B3 (en) 2004-04-22

Family

ID=32038823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10317551A Revoked DE10317551B3 (en) 2003-04-15 2003-04-15 Compression refrigerating system for a motor vehicle air-conditioning system comprises a carbon dioxide coolant cycle, and a reversing valve that can be switched to a second coolant cycle for heating operation

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE10317551B3 (en)
ES (1) ES2258380B1 (en)
FR (1) FR2853859A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1744108A2 (en) 2005-07-15 2007-01-17 Modine Manufacturing Company Arrangement in a refrigeration cycle
EP1821048A3 (en) * 2006-02-17 2008-02-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Air conditioning system for vehicles
EP2944898A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-18 Lennox Industries Inc. Liquid line charge compensator
US10330358B2 (en) 2014-05-15 2019-06-25 Lennox Industries Inc. System for refrigerant pressure relief in HVAC systems
US10663199B2 (en) 2018-04-19 2020-05-26 Lennox Industries Inc. Method and apparatus for common manifold charge compensator
US10830514B2 (en) 2018-06-21 2020-11-10 Lennox Industries Inc. Method and apparatus for charge compensator reheat valve
CN113606823A (en) * 2020-05-05 2021-11-05 马勒国际有限公司 Intermediate refrigerant accumulator and refrigerant system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3116471B1 (en) * 2020-11-23 2022-10-14 Valeo Systemes Thermiques Motor vehicle thermal conditioning system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19925744A1 (en) * 1999-06-05 2000-12-07 Mannesmann Vdo Ag Electrically driven compression refrigeration system with supercritical process

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2779216B1 (en) * 1998-05-28 2000-08-04 Valeo Climatisation VEHICLE AIR CONDITIONING DEVICE USING A SUPERCRITICAL REFRIGERANT FLUID
JP3929606B2 (en) * 1998-07-08 2007-06-13 カルソニックカンセイ株式会社 Air conditioner for automobile
DE19839002B4 (en) * 1998-08-27 2007-02-15 Valeo Klimasysteme Gmbh In the cooling circuit integrated heating system
US6715307B2 (en) * 2001-01-24 2004-04-06 Calsonic Kansei Corporation Air conditioner for vehicle
JP4511061B2 (en) * 2001-02-15 2010-07-28 サンデン株式会社 Air conditioner for vehicles

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19925744A1 (en) * 1999-06-05 2000-12-07 Mannesmann Vdo Ag Electrically driven compression refrigeration system with supercritical process

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1744108A2 (en) 2005-07-15 2007-01-17 Modine Manufacturing Company Arrangement in a refrigeration cycle
EP1744108A3 (en) * 2005-07-15 2008-10-08 Modine Manufacturing Company Arrangement in a refrigeration cycle
EP1821048A3 (en) * 2006-02-17 2008-02-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Air conditioning system for vehicles
US10365022B2 (en) 2014-05-15 2019-07-30 Lennox Industries Inc. Liquid line charge compensator
US9976785B2 (en) 2014-05-15 2018-05-22 Lennox Industries Inc. Liquid line charge compensator
US10330358B2 (en) 2014-05-15 2019-06-25 Lennox Industries Inc. System for refrigerant pressure relief in HVAC systems
EP2944898A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-18 Lennox Industries Inc. Liquid line charge compensator
US10921032B2 (en) 2014-05-15 2021-02-16 Lennox Industries Inc. Method of and system for reducing refrigerant pressure in HVAC systems
US10663199B2 (en) 2018-04-19 2020-05-26 Lennox Industries Inc. Method and apparatus for common manifold charge compensator
US10989456B2 (en) 2018-04-19 2021-04-27 Lennox Industries Inc. Method and apparatus for common manifold charge compensator
US10830514B2 (en) 2018-06-21 2020-11-10 Lennox Industries Inc. Method and apparatus for charge compensator reheat valve
US11512879B2 (en) 2018-06-21 2022-11-29 Lennox Industries Inc. Method and apparatus for charge compensator reheat valve
CN113606823A (en) * 2020-05-05 2021-11-05 马勒国际有限公司 Intermediate refrigerant accumulator and refrigerant system

Also Published As

Publication number Publication date
ES2258380B1 (en) 2007-09-16
ES2258380A1 (en) 2006-08-16
FR2853859A1 (en) 2004-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60112279T2 (en) VEHICLE TEMPERATURE REGULATION SYSTEM WITH HEAT PUMP
DE102010042127B4 (en) Refrigerant circuit of an air conditioning system of a motor vehicle
EP1516760A2 (en) Air conditioning system for the passenger compartment of a vehicle
DE102012108731A1 (en) Air conditioning for a motor vehicle
DE60032987T2 (en) HEAT PUMP-TYPE AIR CONDITIONING FOR A MOTOR VEHICLE
WO2011079904A1 (en) Climate control system for a vehicle and method for controlling temperature
DE10231645A1 (en) Cooling circuit
DE69609436T2 (en) Fluid circuit of a vehicle air conditioning system, which enables heating with controllable output
DE102010051976A1 (en) Air conditioner for motor vehicle, has heat exchanger that is thermally connected with drive unit, particularly combustion engine, by coolant circuit, and two condensers are provided, where one of condenser has another downstream condenser
DE102018104301A1 (en) Device for an air conditioning system of a motor vehicle and method for operating the device
DE102016112095A1 (en) A system for conditioning the air of a passenger compartment and for heat transfer with drive components of a motor vehicle and method for operating the system
DE10317551B3 (en) Compression refrigerating system for a motor vehicle air-conditioning system comprises a carbon dioxide coolant cycle, and a reversing valve that can be switched to a second coolant cycle for heating operation
DE102021104972A1 (en) Heating and air conditioning system with different temperature levels for a vehicle and method therefor
DE102018114762A1 (en) Method for operating an air conditioning system of a motor vehicle
EP1266779B1 (en) Vehicle cooling circuit for cooling a temperature increasing device by means of a coolant
EP1348096B1 (en) Device and method for cooling
WO2007006632A1 (en) Cooling system, in particular, motor vehicle air conditioning system
DE102019130803B4 (en) Method for thermal management of a motor vehicle
WO2021018501A1 (en) Thermal management system for a motor vehicle, method for the thermal management of a motor vehicle, and motor vehicle having a thermal management system
DE102019132816A1 (en) Thermal management system for a motor vehicle and motor vehicle with one
DE102008035089A1 (en) Refrigerant cycle device for use in vehicle, has collector comprising refrigerant outlet coupled with suction opening of compressor and positioned adjacent washing tank in which washing liquid for cleaning windscreen of vehicle is stored
DE10233415A1 (en) System for heating and cooling vehicle interior, has heat exchanger arranged in air conditioning device that can be connected to latent heat or cold storage device via heat carrying medium circuit
DE102019007978A1 (en) Motor vehicle heat pump with several fluid-water heat exchangers and a fluid-air heat exchanger in the same fluid circuit; as well as procedure
DE102020103376A1 (en) System for air conditioning the air in a passenger compartment and for heat transfer with drive components of a motor vehicle, as well as a method for operating the system
DE102020005831A1 (en) Air conditioning device for a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation