用于运行机动车的空调设施的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行机动车的空调设施(1)的方法，所述方法的特征尤其在于，水循环回路(3)以低的体积流和高的温度差穿流冷凝器/气体冷却器(5)，使得水循环回路(3)将加热换热器(9)中的热量在类似温度范围内传输给空气(10)，其中将制冷剂循环回路(2)从65℃至70℃冷却至‑10℃至+30℃而将水循环回路(3)升高至55℃至65℃，并且利用制冷剂的温度滑移在冷凝器/气体冷却器(5)中使水循环回路(3)的温度变化曲线匹配于制冷剂循环回路(2)的温度变化曲线，其中制冷剂很大程度地被冷却。

【技术实现步骤摘要】
用于运行机动车的空调设施的方法
本专利技术涉及一种用于运行机动车的空调设施的方法。空调设施就广泛的意义而言被理解为调节机动车的乘客室中的空气的设备。由此，空气在空调设施中被加热或冷却并且必要时也调整空气湿度。
技术介绍
就狭义而言，根据本专利技术的空调设施专门借助于电动机驱动的或电化学的驱动器来匹配未来的车辆应用并且尤其包含加热系统。这是特别重要的，因为相对于具有内燃发动机的传统的车辆，现代车辆具有这种驱动器的热管理的区别在于，在现代的驱动器中在各种情况下都不以内燃机的废热的高的温度水平来提供用于加热乘客室的废热。由此，就本专利技术而言，包含制冷剂循环回路，作为热泵、作为空调设施的开关变型方案或部件。在未来的空调设施中，还在制冷剂循环回路中借助于超临界和亚临界的过程增强地使用制冷剂如R1234yf或R744，以便满足环境限制。所提到的制冷剂原则上适合于根据在用于冷却和加热车辆的循环回路中的应用来使用，然而需注意物质特定的特性。例如，R744、二氧化碳尤其适合于在大的温度滑移上加热介质。在此，将用作为载热体的介质例如从10℃加热到60℃，从20℃加热到50℃或者也可以从30℃加热到60℃。对于在具有二氧化碳作为制冷剂的循环回路中的功率和效率决定性的是，在降低压力之前二氧化碳的温度。如果该温度高于40℃，那么系统的工作能力下降，效率明显降低。制冷剂循环回路中的温度决定性地由气体冷却器或冷凝器确定，所述气体冷却器或冷凝器在冷却运行中设置在冷却组件的第一排中或在空调设备中设置作为附加的加热器，并且所述气体冷却器或冷凝器通过冷的环境空气加载和冷却。具有R744作为制冷剂的循环回路从其其边界条件起也能够常规地近似最优地运行。另一重要的方面在于，在不同的车辆模型中，制冷剂循环回路的气体冷却器/冷凝器不再设置在用于冷却的换热器的第一排中，以便例如能够在电动车中更好地冷却功率电子装置或在具有内燃发动机的一些车辆中更好地冷却增压空气。由此，气体冷却器/冷凝器移置到换热器的第二排中并且制冷剂的冷却不再是最佳的。这尤其对于R744而言在效率和功率方面具有大的影响并且即使在制冷剂R1234yf的情况下也在工作压力和功率方面造成不利影响。在现有技术中，考虑到如下情况：使用水冷的冷凝器/气体冷却器，所述冷凝器/气体冷却器以并行被穿流的方式与功率电子装置相比获得相同的冷却水或增压空气。这在电动车中是特别令人感兴趣的，因为存在仅一个与周围环境接触的换热器。将不同热源的所有的余热在车辆中收集并且在过量时散发给周围环境。在其它情况下，所述余热能够用于加热内部空间或用作为热泵的热源。此外，从现有技术中已知的是，即使在电动车中，在一些情况下，也不直接借助于制冷剂加热，而是继续借助于加热换热器加热，所述加热换热器在水循环回路中借助于水-乙二醇-混合物运行。在此，水以高的体积流和小的温差穿流加热换热器。温度范围在水循环回路的加热阶段之后位于50℃至60℃的最佳范围内。这对于热泵的运行意味着，制冷剂的温度在加热水之后连同温差大约位于所提到的温度范围中。由此，对于制冷剂R744而言效率特别差。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种用于运行空调设施的方法，所述空调设施能够实现制冷剂循环回路的高的效率。由此，本专利技术的目的是改进循环回路，使得制冷剂循环回路的，尤其热泵的有效的运行是可行的。所述目的通过一种用于运行机动车的空调设施的方法实现，其中所述空调设施具有制冷剂循环回路和水循环回路，所述制冷剂循环回路和水循环回路经由冷凝器/气体冷却器彼此热耦联，并且所述水循环回路在泵旁边具有加热换热器以加热用于车辆的车辆驾驶室的空气，并且所述制冷剂循环回路具有压缩机、膨胀机构和蒸发器，其特征在于，所述水循环回路以低的体积流和高的温度差穿流所述冷凝器/气体冷却器，使得所述水循环回路将所述加热换热器中的热量在类似温度范围内传输给空气，其中将所述制冷剂循环回路从65℃至70℃冷却至-10℃至+30℃而将所述水循环回路升高至55℃至65℃，并且利用所述制冷剂的温度滑移在所述冷凝器/气体冷却器中使所述水循环回路的温度变化曲线匹配于所述制冷剂循环回路的温度变化曲线，其中所述制冷剂大程度地被冷却。改进方案在下文中给出。本专利技术的设计思想在于，在降低压力之前制冷剂的温度为-20℃至+30℃进而明显低于通常+30℃至50℃的温度范围。虽然所选择的温度范围原则上可借助于用于冷却的冷空气达到，然而这在现有技术中在具有水循环回路的常规的空调设施中难以实现或不能实现。在蒸发之前的温度范围例如对于在R744的情况下的跨临界的循环过程的压力水平的也具有显著影响。本专利技术的另一基本认知在于，通过使水循环回路的温度变化曲线匹配于制冷剂循环回路的温度变化曲线，明显的效率改进是可行的。这通过如下方式实现：加热换热器在温度差小的情况下不再以高的体积流运行，而是随着高的温度差以小的体积流运行。由此能够将制冷剂，尤其R744或还有R1234yf冷却至相应的温度。空气-水-换热器进而加热换热器，同样如制冷剂-水-换热器、冷凝器/气体冷却器那样，优选逆流地或交叉逆流地设计和运行。在水循环回路的空气-水-换热器，即加热换热器中，空气能够流经水的多个依次连接的换热器区段。在制冷剂循环回路中，此外能够与所使用的制冷剂相关地设置有内部的换热器，必要时设有多个压缩机、多个冷凝器/气体冷却器、止回阀、截流阀、热膨胀阀和电膨胀阀、孔口和串联或并联连接的蒸发器。优选地，能够液压地调整水循环回路以减少阀。另一优选的设计方案在于，水泵和制冷剂压缩机的转速以受控的方式设计。本专利技术尤其通过一种用于运行机动车的空调设施的方法实现，其中空调设施具有制冷剂循环回路和水循环回路。制冷剂循环回路和水循环回路经由流体/流体换热器、冷凝器/气体冷却器彼此热耦联，其中制冷剂在一侧上将热量传输到水上，即从制冷剂传输到水循环回路上。水循环回路除了泵以外还具有用于加热车辆的车辆驾驶室的空气的加热换热器。制冷剂循环回路还具有用于冷蒸汽过程的常用部件，如压缩机、膨胀机构和蒸发器。现在，本专利技术的特征尤其在于，水循环回路以低的体积流和高的温度差穿流冷凝器/气体冷却器，使得水循环回路将加热换热器中的热量传输给处于类似的温度范围中的空气。制冷剂循环回路从65℃至70℃冷却至-10℃至+30℃而水循环回路升高至55℃至65℃的温度，其中利用制冷剂的温度滑移使冷凝器/气体冷却器中的水循环回路的温度变化曲线匹配于制冷剂循环回路的温度变化曲线。优选地，以1kg每小时至540kg每小时的流率运行水循环回路。特别优选地，借助于制冷剂R744、二氧化碳，或替选地借助于制冷剂R1234yf运行制冷剂循环回路。有利地，在制冷剂R744的情况下，以10kg每小时至300kg每小时的制冷剂质量流运行制冷剂循环回路。在此，连续地根据环境温度和热泵的待提供的功率来调节水循环回路的泵的转速。有利地，借助于水-乙二醇-混合物运行水循环回路。本专利技术的有利的设计方案在于，借助于内部的换热器和必要时多个压缩机和/或多个冷凝器/气体冷却器以及多个蒸发器运行制冷剂循环回路。加热换热器和/或冷凝器/气体冷却器优选以逆流或交叉流的方式被穿流。加热换热器有利地构成为，使得待加热的空气经由多个依次连接的换热器区段输送。在这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行机动车的空调设施(1)的方法，其中所述空调设施(1)具有制冷剂循环回路(2)和水循环回路(3)，所述制冷剂循环回路和水循环回路经由冷凝器/气体冷却器(5)彼此热耦联，并且所述水循环回路(3)在泵(8)旁边具有加热换热器(9)以加热用于车辆的车辆驾驶室的空气(10)，并且所述制冷剂循环回路(2)具有压缩机(4)、膨胀机构(6)和蒸发器(7)，其特征在于，所述水循环回路(3)以低的体积流和高的温度差穿流所述冷凝器/气体冷却器(5)，使得所述水循环回路(3)将所述加热换热器(9)中的热量在类似温度范围中传输给空气(10)，其中将所述制冷剂循环回路(2)从65℃至70℃冷却至‑10℃至+30℃而将所述水循环回路(3)升高至55℃至65℃，并且利用所述制冷剂的温度滑移在所述冷凝器/气体冷却器(5)中使所述水循环回路(3)的温度变化曲线匹配于所述制冷剂循环回路(2)的温度变化曲线，其中所述制冷剂大程度地被冷却。

【技术特征摘要】
2017.07.10 DE 102017115381.0;2018.06.20 DE 10201811.一种用于运行机动车的空调设施(1)的方法，其中所述空调设施(1)具有制冷剂循环回路(2)和水循环回路(3)，所述制冷剂循环回路和水循环回路经由冷凝器/气体冷却器(5)彼此热耦联，并且所述水循环回路(3)在泵(8)旁边具有加热换热器(9)以加热用于车辆的车辆驾驶室的空气(10)，并且所述制冷剂循环回路(2)具有压缩机(4)、膨胀机构(6)和蒸发器(7)，其特征在于，所述水循环回路(3)以低的体积流和高的温度差穿流所述冷凝器/气体冷却器(5)，使得所述水循环回路(3)将所述加热换热器(9)中的热量在类似温度范围中传输给空气(10)，其中将所述制冷剂循环回路(2)从65℃至70℃冷却至-10℃至+30℃而将所述水循环回路(3)升高至55℃至65℃，并且利用所述制冷剂的温度滑移在所述冷凝器/气体冷却器(5)中使所述水循环回路(3)的温度变化曲线匹配于所述制冷剂循环回路(2)的温度变化曲线，其中所述制冷剂大程度地被冷却。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以1kg/h至540kg/h的流率运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·海尔，
申请(专利权)人：翰昂汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR