DE102023111037A1 - Tempering device for tempering at least a partial area of a motor vehicle, method for operating a tempering device and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung (6) zum Temperieren zumindest eines Teilbereiches eines Kraftfahrzeugs, mit einem von einem Kältemittel durchströmten Kältemittelkreislauf (7), welcher einen von dem Kältemittel durchströmbaren Verdichterstrang (9), in welchem ein Kältemittelverdichter (11) angeordnet ist, mittels welchem das Kältemittel zu fördern und zu verdichten ist, und einen seriell zu dem Verdichterstrang (9) geschalteten und dadurch von einem ersten Teilmassenstrom des Kältemittels durchströmbaren Kondensatorstrang (12), in welchem ein erstes Expansionsventil (15), mittels welchem der erste Teilmassenstrom einstellbar und expandierbar ist, und ein Kondensator (14) angeordnet sind, mittels welchem der erste Teilmassenstrom kondensierbar ist, aufweist. Der Kältemittelkreislauf (7) umfasst einen parallel zu dem Kondensatorstrang (12) und seriell zu dem Verdichterstrang (9) geschalteten und dadurch von einem zweiten Teilmassenstrom des Kältemittels durchströmbaren Umgehungsstrang (16), in welchem ein zweites Expansionsventil (18) angeordnet ist, mittels welchem der zweite Teilmassenstrom einstellbar und expandierbar ist. The invention relates to a temperature control device (6) for controlling the temperature of at least a partial region of a motor vehicle, with a refrigerant circuit (7) through which a refrigerant flows, which has a compressor train (9) through which the refrigerant can flow and in which a refrigerant compressor (11) is arranged, by means of which the refrigerant is to be conveyed and compressed, and a condenser train (12) connected in series with the compressor train (9) and thus through which a first partial mass flow of the refrigerant can flow, in which a first expansion valve (15) by means of which the first partial mass flow can be adjusted and expanded, and a condenser (14) by means of which the first partial mass flow can be condensed are arranged. The refrigerant circuit (7) comprises a bypass line (16) which is connected parallel to the condenser line (12) and serially to the compressor line (9) and can thus be flowed through by a second partial mass flow of the refrigerant, in which a second expansion valve (18) is arranged, by means of which the second partial mass flow can be adjusted and expanded.
Description
Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung zum Temperieren zumindest eines Teilbereichs eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Temperiereinrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Temperiereinrichtung.The invention relates to a temperature control device for controlling the temperature of at least one part of a motor vehicle. The invention also relates to a method for operating such a temperature control device. The invention also relates to a motor vehicle with at least one such temperature control device.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Temperiereinrichtung zum Temperieren zumindest eines Teilbereiches eines Kraftfahrzeugs, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Temperiereinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Temperiereinrichtung zu schaffen, sodass ein besonders effizienter und robuster Betrieb der Temperiereinrichtung realisiert werden kann.The object of the present invention is to provide a tempering device for tempering at least a partial area of a motor vehicle, a method for operating such a tempering device and a motor vehicle with at least one such tempering device, so that a particularly efficient and robust operation of the tempering device can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Temperiereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 23 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by a temperature control device having the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen zumindest eines Teilbereichs eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das einfach auch als Fahrzeug bezeichnete und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Temperiereinrichtung aufweist, mittels welcher zumindest der genannte Teilbereich temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt, werden kann. Insbesondere ist es vorgesehen, dass bei einem Verfahren zum Betreiben der Temperiereinrichtung zumindest der Teilbereich des Kraftfahrzeugs mittels der Temperiereinrichtung temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt, wird. Beispielsweise ist oder umfasst der Teilbereich einen auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneten Innenraum des Kraftfahrzeugs, in dessen Innenraum sich während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs Personen wie beispielsweise der Fahrer oder die Fahrerin des Kraftfahrzeugs aufhalten können. Alternativ oder zusätzlich kann der Teilbereich beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs umfassen. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher, in beziehungsweise mittels welchem elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, gespeichert werden kann oder gespeichert ist, eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere Hundert Volt beträgt. Somit ist das Kraftfahrzeug beispielsweise ein Hybridfahrzeug oder aber ein Elektrofahrzeug, insbesondere ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV). Das Kraftfahrzeug weist beispielsweise wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere vorzugsweise größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere Hundert Volt beträgt. Beispielsweise kann die elektrische Maschine mit der in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherten, elektrischen Energie versorgt werden, wodurch die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden kann, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann.A first aspect of the invention relates to a temperature control device for temperature control, i.e. for cooling and/or heating at least a partial area of a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle. This means that the motor vehicle, also simply referred to as a vehicle and preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has the temperature control device in its fully manufactured state, by means of which at least the said partial area can be temperature controlled, i.e. cooled and/or heated. In particular, it is provided that in a method for operating the temperature control device at least the partial area of the motor vehicle is temperature controlled, i.e. cooled and/or heated, by means of the temperature control device. For example, the partial area is or comprises an interior of the motor vehicle, also referred to as a passenger cell or passenger compartment, in the interior of which people such as the driver of the motor vehicle can stay while the motor vehicle is traveling. Alternatively or additionally, the partial area can comprise, for example, an electrical energy storage device of the motor vehicle. Preferably, the electrical energy storage device in or by means of which electrical energy can be or is stored, in particular electrochemically, is a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts. Thus, the motor vehicle is, for example, a hybrid vehicle or an electric vehicle, in particular a battery-electric vehicle (BEV). The motor vehicle has, for example, at least one electrical machine by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically. Preferably, the electrical machine is a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular preferably greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts. For example, the electrical machine can be supplied with the electrical energy stored in the electrical energy storage device, whereby the electrical machine can be operated in a motor mode and thus as an electric motor by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
Die Temperiereinrichtung weist einen einfach auch als Kreislauf oder Kältemittelkreis bezeichneten Kältemittelkreislauf auf, welcher von einem Kältemittel durchströmbar ist und insbesondere bei dem Verfahren durchströmt wird. Der Kältemittelkreislauf weist einen auch als Verdichterzweig bezeichneten Verdichterstrang auf, welcher auch als erster Strang oder erster Zweig bezeichnet wird. Der Verdichterstrang ist oder wird von dem Kältemittel durchströmbar oder durchströmt. Der Kältemittelkreislauf weist außerdem einen auch als Kompressor oder Verdichter bezeichneten Kältemittelverdichter auf, welcher in dem Verdichterstrang angeordnet ist. Mittels des Kältemittelverdichters ist das Kältemittel zu fördern und zu verdichten. Mit anderen Worten kann der Kältemittelverdichter das Kältemittel fördern und verdichten. Somit ist es beispielsweise bei dem Verfahren vorgesehen, dass mittels des Kältemittelverdichters das Kältemittel gefördert und verdichtet wird.The temperature control device has a refrigerant circuit, also simply referred to as a circuit or refrigerant circuit, through which a refrigerant can flow and is flowed through in particular during the method. The refrigerant circuit has a compressor train, also referred to as a compressor branch, which is also referred to as the first train or first branch. The refrigerant can or does flow through the compressor train. The refrigerant circuit also has a refrigerant compressor, also referred to as a compressor or condenser, which is arranged in the compressor train. The refrigerant is to be conveyed and compressed by means of the refrigerant compressor. In other words, the refrigerant compressor can convey and compress the refrigerant. Thus, for example, in the method it is provided that the refrigerant is conveyed and compressed by means of the refrigerant compressor.
Der Kältemittelkreislauf weist außerdem einen strömungstechnisch seriell zu dem Verdichterstrang geschalteten und dadurch von einem ersten Teilmassenstrom des Kältemittels durchströmbaren Kondensatorstrang auf, welcher auch als zweiter Strang oder zweiter Zweig bezeichnet wird. Beispielsweise zweigt der Kondensatorstrang, insbesondere an einer ersten Abzweigstelle, von dem Verdichterstrang ab. In dem Kondensatorstrang ist ein erstes Expansionsventil angeordnet, mittels welchem der erste Teilmassenstrom einstellbar und expandierbar ist. Somit ist es beispielsweise bei dem Verfahren vorgesehen, dass mittels des ersten Expansionsventils der erste Teilmassenstrom expandiert wird. Somit können mittels des ersten Expansionsventils mehrere, voneinander unterschiedliche Werte des ersten Teilmassenstroms eingestellt werden, sodass der erste Teilmassenstrom variiert werden kann. Außerdem ist in dem Kondensatorstrang ein Kondensator angeordnet, mittels welchem der erste Teilmassenstrom, insbesondere gezielt, kondensierbar ist. Somit ist es beispielsweise bei dem Verfahren vorgesehen, dass mittels des Kondensators der erste Teilmassenstrom, insbesondere gezielt, kondensiert wird. Durch das Kondensieren des ersten Teilmassenstroms ist oder wird der erste Teilmassenstrom zu kühlen oder gekühlt.The refrigerant circuit also has a condenser branch which is connected in series with the compressor branch in terms of flow technology and through which a first partial mass flow of the refrigerant can flow, which is also referred to as a second branch or second branch. For example, the condenser branch branches off from the compressor branch, in particular at a first branch point. In the condenser branch, a first expansion valve is arranged, by means of which the first partial mass flow can be adjusted and expanded. Thus, for example, the method provides for the first partial mass flow to be expanded by means of the first expansion valve. Thus, several different values of the first partial mass flow can be set by means of the first expansion valve, so that the first partial mass flow can be varied. In addition, a capacitor is arranged in the capacitor branch, by means of which the first partial mass flow can be condensed, in particular in a targeted manner. Thus, for example, the method provides for the first partial mass flow to be condensed, in particular in a targeted manner, by means of the capacitor. By condensing the first partial mass flow, the first partial mass flow is or will be cooled.
Der Kältemittelkreislauf weist außerdem einen Umgehungsstrang auf, welcher strömungstechnisch seriell zu dem Verdichterstrang und strömungstechnisch parallel zu dem Kondensatorstrang geschaltet und dadurch von einem zweiten Teilmassenstrom des Kältemittels durchströmbar ist. Der Umgehungsstrang wird auch als dritter Strang oder dritter Zweig bezeichnet. Somit ist es beispielsweise bei dem Verfahren vorgesehen, dass bei dem Verfahren der zweite Teilmassenstrom durch den Umgehungsstrang hindurch strömt.. Beispielsweise zweigt der Umgehungsstrang, insbesondere an einer zweiten Abzweigstelle, von dem Verdichterstrang ab. Die Abzweigstellen können zusammenfallen und somit durch eine einzige Gesamt-Abzweigstelle gebildet sein oder an einer einzigen Gesamt-Abzweigstelle liegen, oder aber die Abzweigstellen sind, insbesondere in Strömungsrichtung des den Kältemittelkreislauf durchströmenden Kältemittels, voneinander beabstandet. Insbesondere ist es beispielsweise bei dem Verfahren vorgesehen, dass bei dem Verfahren der zweite Teilmassenstrom durch den Umgehungsstrang hindurch strömt. In dem Umgehungsstrang ist ein zweites Expansionsventil angeordnet, mittels welchem der zweite Teilmassenstrom einstellbar und expandierbar ist. Somit ist es insbesondere bei dem Verfahren vorgesehen, dass bei dem Verfahren der zweite Teilmassenstrom mittels des zweiten Expansionsventils expandiert wird. Unter dem Merkmal, dass mittels des zweiten Expansionsventils der zweite Teilmassenstrom einstellbar ist, ist insbesondere zu verstehen, dass mittels des zweiten Expansionsventils mehrere, voneinander unterschiedliche Werte des zweiten Teilmassenstroms einstellbar sind, wodurch der zweite Teilmassenstrom variierbar, das heißt veränderbar, ist. Der erste Teilmassenstrom beziehungsweise der zweite Teilmassenstrom ist durch das jeweilige erste beziehungsweise zweite Expansionsventil insbesondere dadurch einstellbar, dass ein von dem ersten beziehungsweise zweiten Teilmassenstrom durchströmbarer, jeweilige Strömungsquerschnitt des jeweiligen Expansionsventils einstellbar ist, das heißt dass voneinander unterschiedliche Werte des jeweiligen Strömungsquerschnitts eingestellt werden können.The refrigerant circuit also has a bypass branch which is fluidically connected in series with the compressor branch and fluidically parallel to the condenser branch and can therefore be flowed through by a second partial mass flow of the refrigerant. The bypass branch is also referred to as a third branch or third branch. Thus, for example, the method provides for the second partial mass flow to flow through the bypass branch. For example, the bypass branch branches off from the compressor branch, in particular at a second branching point. The branching points can coincide and thus be formed by a single overall branching point or be located at a single overall branching point, or the branching points can be spaced apart from one another, in particular in the flow direction of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit. In particular, for example, the method provides for the second partial mass flow to flow through the bypass branch. A second expansion valve is arranged in the bypass line, by means of which the second partial mass flow can be adjusted and expanded. Thus, in particular, the method provides for the second partial mass flow to be expanded by means of the second expansion valve. The feature that the second partial mass flow can be adjusted by means of the second expansion valve is to be understood in particular to mean that several different values of the second partial mass flow can be adjusted by means of the second expansion valve, whereby the second partial mass flow can be varied, i.e. changed. The first partial mass flow or the second partial mass flow can be adjusted by the respective first or second expansion valve in particular by adjusting a respective flow cross-section of the respective expansion valve through which the first or second partial mass flow can flow, i.e. that different values of the respective flow cross-section can be adjusted.
Das erste Expansionsventil ist oder wird von dem ersten Teilmassenstrom durchströmbar oder durchströmt, und das zweite Expansionsventil ist oder wird von dem zweiten Teilmassenstrom durchströmbar oder durchströmt. Der Kältemittelverdichter und somit beispielsweise der Verdichterstrang, das heißt zumindest ein Teil des Verdichterstrangs sind oder werden beispielsweise von einem durch das Kältemittel gebildeten Verdichterstrom durchströmbar oder durchströmt, welcher ein Massenstrom des Kältemittels ist. Der Verdichterstrom umfasst zumindest den ersten Teilmassenstrom und den zweiten Teilmassenstrom und ist dadurch zumindest durch den ersten Teilmassenstrom und durch den zweiten Teilmassenstrom gebildet. Außerdem ist oder wird der Kondensator von dem zweiten Teilmassenstrom durchströmbar oder durchströmt. Der Kondensator ist beispielsweise ein Wärmetauscher, welcher beispielsweise zumindest in einem Betrieb, insbesondere zumindest in einem Wärmepumpenbetrieb, der Temperiereinrichtung als der genannte Kondensator betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird oder fungiert. Beispielsweise ist der Kondensator von einem zusätzlich zu dem Kältemittel vorgesehenen Fluid durchströmbar und/oder umströmbar. Über den Kondensator kann beispielsweise Wärme von dem Kältemittel an das Fluid übergehen, wodurch, insbesondere in dem genannten Betrieb, das Kältemittel gekühlt und das Fluid erwärmt werden. Somit kann in dem Kältemittel enthaltene Wärme genutzt werden, um das Fluid zu erwärmen. Das Fluid kann beispielsweise dem Teilbereich zugeführt werden, um dadurch mittels des Fluids, insbesondere mittels der Wärme, die über den Kondensator von dem Kältemittel auf das Fluid übergegangen ist, den Teilbereich zu erwärmen und dadurch zu temperieren. Allgemeiner ausgedrückt kann beispielsweise der Teilbereich mittels des Fluids, insbesondere mittels der in dem Fluid enthaltenen Wärme, die über den Kondensator von dem Kältemittel an oder auf das Fluid übergegangen ist, temperiert, insbesondere erwärmt, werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Fluid um ein Gas, insbesondere um Luft, das beziehungsweise die beispielsweise in den Teilbereich, insbesondere in den genannten Innenraum, eingeleitet wird oder einleitbar ist, um dadurch den Innenraum mittels des Fluids zu temperieren, insbesondere zu erwärmen. Ferner ist es denkbar, dass es sich bei dem Fluid um eine Flüssigkeit handelt. Beispielsweise kann der elektrische Energiespeicher mittels des Fluids temperiert, insbesondere erwärmt, werden. Hierzu wird beispielsweise der elektrische Energiespeicher mit dem Fluid versorgt. Insbesondere handelt es sich bei dem genannten Betrieb beispielsweise um einen Wärmepumpenbetrieb.The first partial mass flow can or will flow through or through the first expansion valve, and the second expansion valve can or will flow through or through the second partial mass flow. The refrigerant compressor and thus, for example, the compressor train, that is to say at least part of the compressor train, can or will be flowed through or through by a compressor flow formed by the refrigerant, which is a mass flow of the refrigerant. The compressor flow comprises at least the first partial mass flow and the second partial mass flow and is thus formed at least by the first partial mass flow and by the second partial mass flow. In addition, the second partial mass flow can or will flow through or through the condenser. The condenser is, for example, a heat exchanger which, for example, can be operated or functions as the aforementioned condenser at least in one mode, in particular at least in a heat pump mode, of the temperature control device. For example, a fluid provided in addition to the refrigerant can flow through and/or around the condenser. For example, heat can be transferred from the coolant to the fluid via the condenser, whereby the coolant is cooled and the fluid is heated, particularly in the operation mentioned. Heat contained in the coolant can thus be used to heat the fluid. The fluid can, for example, be supplied to the partial area in order to heat the partial area and thereby temper it by means of the fluid, in particular by means of the heat that has passed from the coolant to the fluid via the condenser. In more general terms, the partial area can, for example, be tempered, in particular heated, by means of the fluid, in particular by means of the heat contained in the fluid that has passed from the coolant to or onto the fluid via the condenser. For example, the fluid is a gas, in particular air, which is or can be introduced into the partial area, in particular into the interior space mentioned, in order to temper, in particular heat, the interior space by means of the fluid. It is also conceivable that the fluid is a liquid. For example, the electrical energy storage device can be tempered, in particular heated, by means of the fluid. For this purpose, for example, the electrical energy storage device is supplied with the fluid. In particular, the operation mentioned is, for example, a heat pump operation.
Die Wärme, die über den Kondensator von dem Kältemittel auf oder an das Fluid übergegangen ist, kann beispielsweise von dem Fluid auf oder an den elektrischen Energiespeicher übergehen, um dadurch den elektrischen Energiespeicher zu erwärmen und somit zu temperieren. Die genannte Wärme, die über den Kondensator von dem Kältemittel auf oder an das Fluid übertragbar ist oder übertragen wird, stammt beispielsweise zumindest überwiegend oder aber ausschließlich von dem Kältemittelverdichter beziehungsweise wird zumindest überwiegend oder ausschließlich durch den Kältemittelverdichter bewirkt oder in das Kältemittel eingespeist, insbesondere dadurch, dass mittels des Kältemittelverdichters das Kältemittel verdichtet und dadurch erwärmt wird. Der Kältemittelverdichter kann somit als eine Heizquelle genutzt werden, um das Kältemittel und, insbesondere über den Kondensator, beispielsweise das Fluid zu erwärmen und in der Folge den Teilbereich zu erwärmen.The heat that has passed from the coolant to or to the fluid via the condenser can, for example, pass from the fluid to or to the electrical energy storage device in order to heat the electrical energy storage device and thus control its temperature. The heat mentioned, which can be or is transferred from the coolant to or to the fluid via the condenser, comes, for example, at least predominantly or exclusively from the coolant compressor or is at least predominantly or exclusively caused by the coolant compressor or fed into the coolant, in particular by compressing the coolant by means of the coolant compressor and thereby heating it. The coolant compressor can thus be used as a heat source to heat the coolant and, in particular via the condenser, for example the fluid and subsequently to heat the partial area.
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der Umgehungsstrang und der Kondensatorstrang an, insbesondere genau, einer Mischstelle zusammengeführt und dadurch fluidisch miteinander verbunden sind. An der Mischstelle sind oder werden der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom zu einem Gesamtmassenstrom zusammenführbar oder zusammengeführt, und an der Mischstelle sind oder werden der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom miteinander zu mischen oder vermischt, dadurch, dass der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom an der Mischstelle zu dem Gesamtmassenstrom zusammenführbar sind oder zusammengeführt werden. Somit umfasst der den Kältemittelverdichter durchströmende Verdichterstrom zumindest oder ausschließlich den Gesamtmassenstrom. Insbesondere ist es denkbar, dass in einem ersten Betriebszustand der Temperiereinrichtung der Verdichterstrom ausschließlich den Gesamtmassenstrom, mithin ausschließlich den ersten Teilmassenstrom und den zweiten Teilmassenstrom umfasst und dadurch ausschließlich durch den Gesamtmassenstrom gebildet ist. In einem zweiten Betriebszustand der Temperiereinrichtung umfasst der Verdichterstrom beispielsweise, insbesondere ausschließlich, den Gesamtmassenstrom und wenigstens oder genau einen weiteren Teilmassenstrom des Kältemittels, sodass in dem zweiten Betriebszustand der Verdichterstrom, insbesondere ausschließlich, durch den ersten Teilmassenstrom, den zweiten Teilmassenstrom und den wenigstens oder genau einen weiteren Teilmassenstrom des Kältemittels gebildet ist. Dadurch, dass der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom an der Mischstelle zusammengeführt und dadurch miteinander vermischt werden oder werden können, bilden oder ergeben der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom den Gesamtmassenstrom, welcher beispielsweise in den Verdichterstrang eingeleitet werden und somit einströmen kann und in der Folge den Verdichterstrang und dabei insbesondere den Kältemittelverdichter durchströmen kann. Da der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom dadurch, dass der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom zusammengeführt und dadurch miteinander vermischt werden, den Gesamtmassenstrom ergeben oder bilden, sind der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom jeweils für sich alleine betrachtet geringer als der Gesamtmassenstrom und der Verdichterstrom. Außerdem ist der weitere Teilmassenstrom für sich alleine betrachtet geringer als der Verdichterstrom und beispielsweise als der Gesamtmassenstrom.Furthermore, it is provided that the bypass line and the condenser line are brought together at, in particular, a mixing point and are thereby fluidically connected to one another. At the mixing point, the first partial mass flow and the second partial mass flow can be or are brought together to form a total mass flow, and at the mixing point, the first partial mass flow and the second partial mass flow can be or are mixed with one another, in that the first partial mass flow and the second partial mass flow can be or are brought together to form the total mass flow at the mixing point. The compressor flow flowing through the refrigerant compressor thus comprises at least or exclusively the total mass flow. In particular, it is conceivable that in a first operating state of the temperature control device, the compressor flow comprises exclusively the total mass flow, thus exclusively the first partial mass flow and the second partial mass flow, and is thus formed exclusively by the total mass flow. In a second operating state of the temperature control device, the compressor flow comprises, for example, in particular exclusively, the total mass flow and at least or exactly one further partial mass flow of the coolant, so that in the second operating state the compressor flow is formed, in particular exclusively, by the first partial mass flow, the second partial mass flow and the at least or exactly one further partial mass flow of the coolant. Because the first partial mass flow and the second partial mass flow are brought together at the mixing point and are or can be mixed with one another, the first partial mass flow and the second partial mass flow form or result in the total mass flow, which can be introduced into the compressor train, for example, and thus flow in and subsequently flow through the compressor train and in particular the coolant compressor. Since the first partial mass flow and the second partial mass flow result in or form the total mass flow by the first partial mass flow and the second partial mass flow being brought together and thereby mixed with one another, the first partial mass flow and the second partial mass flow, each considered individually, are less than the total mass flow and the compressor flow. In addition, the further partial mass flow, considered individually, is less than the compressor flow and, for example, than the total mass flow.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass beispielsweise an der ersten Abzweigstelle der erste Teilmassenstrom von dem Verdichterstrom oder von einem von dem Verdichterstrom abgezweigten, weiteren Massenstrom des Kältemittels abzweigt. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass insbesondere an der zweiten Abzweigstelle der zweite Teilmassenstrom von dem Verdichterstrom oder von dem weiteren Massenstrom abzweigt. Fallen die Abzweigstellen zusammen, so ist es denkbar, dass der Verdichterstrom oder der weitere Massenstrom an der Gesamt-Abzweigstelle in den ersten Teilmassenstrom und in den zweiten Teilmassenstrom aufzweigt, mithin aufgeteilt wird.For example, it is provided that, for example, at the first branching point, the first partial mass flow branches off from the compressor flow or from a further mass flow of the coolant branched off from the compressor flow. Furthermore, it is provided, for example, that, in particular at the second branching point, the second partial mass flow branches off from the compressor flow or from the further mass flow. If the branching points coincide, it is conceivable that the compressor flow or the further mass flow branches off at the overall branching point into the first partial mass flow and the second partial mass flow, and is thus divided.
Bei dem Verfahren zum Betreiben der Temperiereinrichtung werden beispielsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere der Temperiereinrichtung, ganz insbesondere des Kraftfahrzeugs, ein erster Druck und eine erste Temperatur des Kältemittels, insbesondere des den Kältemittelverdichter durchströmenden Verdichterstroms, in dem Verdichterstrang stromauf des Kältemittelverdichters und stromab der Mischstelle ermittelt. Unter dem ersten Druck des Kältemittels, insbesondere des Verdichterstroms, ist ein Druck des Kältemittels, insbesondere des Verdichterstroms, zu verstehen, wobei der erste Druck an einer ersten Druckstelle herrscht, die in dem Verdichterstrang stromauf des Kältemittelverdichters und stromab der Mischstelle angeordnet ist. Unter der ersten Temperatur des Kältemittels, insbesondere des Verdichterstroms, ist eine Temperatur des Kältemittels, insbesondere des Verdichterstroms, zu verstehen, wobei die erste Temperatur an einer ersten Temperaturstelle herrscht, die in dem Verdichterstrang stromauf des Kältemittelverdichters und stromab der Mischstelle angeordnet ist. Beispielsweise fallen die erste Druckstelle und die erste Temperaturstelle zusammen.In the method for operating the temperature control device, a first pressure and a first temperature of the coolant, in particular of the compressor flow flowing through the coolant compressor, are determined in the compressor train upstream of the coolant compressor and downstream of the mixing point, for example by means of an electronic computing device, in particular the temperature control device, in particular of the motor vehicle. The first pressure of the coolant, in particular of the compressor flow, is to be understood as a pressure of the coolant, in particular of the compressor flow, wherein the first pressure prevails at a first pressure point that is arranged in the compressor train upstream of the coolant compressor and downstream of the mixing point. The first temperature of the coolant, in particular of the compressor flow, is to be understood as a temperature of the coolant, in particular of the compressor flow, wherein the first temperature prevails at a first temperature point that is arranged in the compressor train upstream of the coolant compressor and downstream of the mixing point. For example, the first pressure point and the first temperature point coincide.
Mittels der elektronischen Recheneinrichtung werden ein zweiter Druck und eine zweite Temperatur des Kältemittels stromab des Kältemittelverdichters, stromauf des Kondensators und stromauf der Expansionsventile ermittelt. Unter dem zweiten Druck des Kältemittels ist ein Druck des Kältemittels zu verstehen, wobei der zweite Druck an einer zweiten Druckstelle herrscht, die stromab des Kältemittelverdichters und stromauf des Kondensators und stromauf der Expansionsventile angeordnet ist, wobei die zweite Druckstelle beispielsweise in dem Verdichterstrang oder in dem Umgehungsstrang oder in dem Kondensatorstrang angeordnet ist. Somit ist beispielsweise der zweite Druck ein zweiter Druck des den Kältemittelverdichter durchströmenden Verdichterstroms, der den zweiten Druck stromab des Kältemittelverdichters und stromauf des Kondensators und stromauf der Expansionsventile insbesondere in dem Verdichterstrang und ganz insbesondere stromauf der Abzweigstellen aufweist. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von den Expansionsventilen ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben, ist, das erste Expansionsventil und das zweite Expansionsventil zu verstehen. Unter der zweiten Temperatur des Kältemittels ist eine Temperatur des Kältemittels zu verstehen, wobei die zweite Temperatur an einer zweiten Temperaturstelle herrscht, die stromab des Kältemittelverdichters, stromauf des Kondensators und stromauf der Expansionsventile angeordnet ist, wobei die zweite Temperaturstelle in dem Verdichterstrang, in dem Umgehungsstrang oder in dem Kondensatorstrang angeordnet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die zweite Druckstelle und die zweite Temperaturstelle zusammenfallen. Somit ist beispielsweise die zweite Temperatur eine zweite Temperatur des den Kältemittelverdichter durchströmenden Verdichterstroms, der die zweite Temperatur stromab des Kältemittelverdichters und stromauf des Kondensators und stromauf der Expansionsventile insbesondere in dem Verdichterstrang und ganz insbesondere stromauf der Abzweigstellen aufweist.By means of the electronic computing device, a second pressure and a second temperature of the refrigerant downstream of the refrigerant compressor, upstream of the condenser and upstream of the expansion valves. The second pressure of the refrigerant is to be understood as a pressure of the refrigerant, the second pressure prevailing at a second pressure point which is arranged downstream of the refrigerant compressor and upstream of the condenser and upstream of the expansion valves, the second pressure point being arranged, for example, in the compressor train or in the bypass train or in the condenser train. Thus, for example, the second pressure is a second pressure of the compressor stream flowing through the refrigerant compressor, which has the second pressure downstream of the refrigerant compressor and upstream of the condenser and upstream of the expansion valves, in particular in the compressor train and very particularly upstream of the branch points. When expansion valves are mentioned above and below, this means the first expansion valve and the second expansion valve, unless otherwise stated. The second temperature of the refrigerant is understood to mean a temperature of the refrigerant, the second temperature prevailing at a second temperature point that is arranged downstream of the refrigerant compressor, upstream of the condenser and upstream of the expansion valves, the second temperature point being arranged in the compressor line, in the bypass line or in the condenser line. In particular, it is conceivable that the second pressure point and the second temperature point coincide. Thus, for example, the second temperature is a second temperature of the compressor flow flowing through the refrigerant compressor, which has the second temperature downstream of the refrigerant compressor and upstream of the condenser and upstream of the expansion valves, in particular in the compressor line and very particularly upstream of the branch points.
Mittels der elektronischen Recheneinrichtung werden ein dritter Druck und eine dritte Temperatur des Kältemittels, insbesondere des ersten Teilmassenstroms, in dem Kondensatorstrang stromab des Kondensators und stromauf des ersten Expansionsventils ermittelt. Unter dem dritten Druck des Kältemittels, insbesondere des ersten Teilmassenstroms, ist ein Druck des Kältemittels, insbesondere des ersten Teilmassenstroms, zu verstehen, wobei der dritte Druck an einer dritten Druckstelle herrscht, die in dem Kondensatorstrang stromab des Kondensators und stromauf des ersten Expansionsventils angeordnet ist. Unter der dritten Temperatur des Kältemittels, insbesondere des ersten Teilmassenstroms, ist eine Temperatur des Kältemittels, insbesondere des ersten Teilmassenstroms, zu verstehen, wobei die dritte Temperatur an einer dritten Temperaturstelle herrscht, die in dem Kondensatorstrang stromab des Kondensators und stromauf des ersten Expansionsventils angeordnet ist. Die dritte Druckstelle und die dritte Temperaturstelle können zusammenfallen.By means of the electronic computing device, a third pressure and a third temperature of the refrigerant, in particular of the first partial mass flow, are determined in the condenser branch downstream of the condenser and upstream of the first expansion valve. The third pressure of the refrigerant, in particular of the first partial mass flow, is to be understood as a pressure of the refrigerant, in particular of the first partial mass flow, wherein the third pressure prevails at a third pressure point which is arranged in the condenser branch downstream of the condenser and upstream of the first expansion valve. The third temperature of the refrigerant, in particular of the first partial mass flow, is to be understood as a temperature of the refrigerant, in particular of the first partial mass flow, wherein the third temperature prevails at a third temperature point which is arranged in the condenser branch downstream of the condenser and upstream of the first expansion valve. The third pressure point and the third temperature point can coincide.
Wie zuvor beschrieben ist der Kältemittelverdichter von dem Verdichterstrom durchströmbar, sodass beispielsweise bei dem Verfahren der Verdichterstrom durch den Kältemittelverdichter und somit beispielsweise zumindest durch den Teil des Verdichterstrangs hindurchströmt. Die Drücke und die Temperaturen werden mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt, was im Folgenden noch genauer erläutert wird.As previously described, the compressor flow can flow through the refrigerant compressor, so that, for example, in the method, the compressor flow flows through the refrigerant compressor and thus, for example, at least through part of the compressor train. The pressures and temperatures are determined using the electronic computing device, which is explained in more detail below.
Bei dem Verfahren werden mittels der elektronischen Recheneinrichtung die Expansionsventile in Abhängigkeit von den ermittelten Temperaturen und in Abhängigkeit von den ermittelten Drücken angesteuert, wodurch der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom in Abhängigkeit von den ermittelten Temperaturen und in Abhängigkeit von den ermittelten Drücken eingestellt werden. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von den Teilmassenströmen ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom zu verstehen. Dies bedeutet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung über die Expansionsventile, das heißt durch Ansteuern der Expansionsventile, die Teilmassenströme in Abhängigkeit von den ermittelten Drücken und in Abhängigkeit von den ermittelten Temperaturen eingestellt, das heißt insbesondere variiert, werden, beispielsweise dadurch, dass durch das Ansteuern der Expansionsventile die genannten Strömungsquerschnitte der Expansionsventile eingestellt, das heißt insbesondere variiert, werden. Hierdurch kann auf besonders vorteilhafte Weise ein auch als Mischverhältnis bezeichnetes Verhältnis zwischen den Teilmassenströmen, insbesondere ein Verhältnis des ersten Teilmassenstroms zu dem zweiten Teilmassenstrom, eingestellt werden, sodass ein robuster Betrieb der Temperiereinrichtung und in der Folge eine effektive und effiziente Temperierung darstellbar sind. Insbesondere kann durch das Einstellen des ersten Teilmassenstroms und des zweiten Teilmassenstroms und somit durch das Einstellen des Mischverhältnisses vermieden werden, dass der Kältemittelverdichter mit Nassdampf oder gar mit Flüssigkeit versorgt wird. Mit anderen Worten kann beispielsweise vermieden werden, dass der den Verdichterstrang durchströmende und zumindest den ersten Teilmassenstrom und den zweiten Teilmassenstrom umfassende Verdichterstrom, welcher aus dem Mischen zumindest des ersten Teilmassenstroms mit dem zweiten Teilmassenstrom resultiert, Nassdampf oder gar Flüssigkeit umfasst, sodass unerwünschte Schäden der Temperiereinrichtung vermieden werden können. Ferner ist es möglich, eine besonders vorteilhafte Temperierung des Teilbereichs zu realisieren, ohne dass im Kältemittelkreislauf oder in einem zusätzlichen, zum Temperieren des Teilbereichs vorgesehenen und beispielsweise von dem Fluid durchströmbaren Temperierkreislauf ein elektrischer Durchlauferhitzer angeordnet ist. Des Weiteren kann auf einen in dem Kältemittelkreislauf und beispielsweise in dem Temperierkreislauf angeordneten, auch als Chiller bezeichneten und beispielsweise als Verdampfer betreibbaren oder betriebenen Wärmetauscher verzichtet werden, sodass die Teileanzahl und somit das Gewicht und die Kosten der Temperiereinrichtung besonders gering gehalten werden können. Gleichzeitig ist es möglich, die Teilmassenströme und somit das Mischverhältnis derart vorteilhaft einzustellen, dass der Gesamtmassenstrom einen besonders vorteilhaften Zustand, insbesondere Aggregatszustand, aufweist, insbesondere derart, dass beispielsweise die Enthalpie des Gesamtmassenstroms rechts neben der Taulinie des beispielsweise als R1234yf ausgebildeten Kältemittels liegt, insbesondere in einem Phasendiagramm des Kältemittels, wobei beispielsweise auf der Abszisse des Phasendiagramms die, insbesondere spezifische, Enthalpie aufgetragen ist, und wobei auf der Ordinate des Phasendiagramms der Druck des Kältemittels, insbesondere logarithmisch, aufgetragen ist.In the method, the expansion valves are controlled by means of the electronic computing device as a function of the determined temperatures and as a function of the determined pressures, whereby the first partial mass flow and the second partial mass flow are set as a function of the determined temperatures and as a function of the determined pressures. When reference is made to the partial mass flows previously and subsequently, this means the first partial mass flow and the second partial mass flow, unless otherwise stated. This means that the partial mass flows are set, in particular varied, as a function of the determined pressures and as a function of the determined temperatures by means of the electronic computing device via the expansion valves, in other words by controlling the expansion valves, for example by adjusting, in other words by varying, the said flow cross sections of the expansion valves by controlling the expansion valves. As a result, a ratio, also referred to as a mixing ratio, between the partial mass flows, in particular a ratio of the first partial mass flow to the second partial mass flow, can be set in a particularly advantageous manner, so that robust operation of the temperature control device and, as a result, effective and efficient temperature control can be achieved. In particular, by setting the first partial mass flow and the second partial mass flow and thus by setting the mixing ratio, it is possible to avoid the refrigerant compressor being supplied with wet steam or even liquid. In other words, for example, it is possible to avoid the compressor flow flowing through the compressor train and comprising at least the first partial mass flow and the second partial mass flow, which results from the mixing of at least the first partial mass flow with the second partial mass flow, comprising wet steam or even liquid, so that undesirable damage to the temperature control device can be avoided. Furthermore, it is possible to achieve particularly advantageous temperature control of the partial area without the need for any cooling in the refrigerant circuit or in an additional chen, for tempering the partial area and through which the fluid can flow, for example, an electric continuous-flow heater is arranged. Furthermore, a heat exchanger arranged in the refrigerant circuit and, for example, in the tempering circuit, also referred to as a chiller and operable or operated as an evaporator, for example, can be dispensed with, so that the number of parts and thus the weight and costs of the tempering device can be kept particularly low. At the same time, it is possible to set the partial mass flows and thus the mixing ratio in such an advantageous way that the total mass flow has a particularly advantageous state, in particular state of aggregation, in particular such that, for example, the enthalpy of the total mass flow lies to the right of the dew line of the refrigerant, for example in the form of R1234yf, in particular in a phase diagram of the refrigerant, wherein, for example, the, in particular specific, enthalpy is plotted on the abscissa of the phase diagram, and wherein the pressure of the refrigerant is plotted, in particular logarithmically, on the ordinate of the phase diagram.
Um einen besonders effizienten Betrieb der Temperiereinrichtung, insbesondere des Kältemittelverdichters, realisieren zu können, weist die Temperiereinrichtung einen zum Speichern von Wärme ausgebildeten Wärmespeicher auf. Mit anderen Worten ist mittels des Wärmespeichers, das heißt in dem Wärmespeicher, Wärme zu speichern. Dies bedeutet insbesondere, dass wahlweise Wärme in den Wärmespeicher eingespeichert und somit in dem Wärmespeicher gespeichert werden kann oder der Wärmespeicher kann in dem Wärmespeicher gespeicherte Wärme abgeben. Der Wärmespeicher weist einen Eingangsbereich auf, über welchen dem Wärmespeicher das Kältemittel zuführbar ist, sodass wahlweise Wärme aus dem dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zugeführten Kältemittel in den Wärmespeicher einspeicherbar oder Wärme, die in dem Wärmespeicher gespeichert ist, aus dem Wärmespeicher auf das dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zugeführte Kältemittel übertragbar ist. Insbesondere ist der Wärmespeicher von dem dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zugeführten Kältemittel durchströmbar, sodass wahlweise Wärme aus dem dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zugeführten und den Wärmespeicher durchströmenden Kältemittel in den Wärmespeicher einspeicherbar oder Wärme, die in dem Wärmespeicher gespeichert ist, aus dem Wärmespeicher auf das dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zugeführte und den Wärmespeicher durchströmende Kältemittel übertragbar ist.In order to be able to implement particularly efficient operation of the temperature control device, in particular of the refrigerant compressor, the temperature control device has a heat accumulator designed to store heat. In other words, heat is to be stored by means of the heat accumulator, i.e. in the heat accumulator. This means in particular that heat can optionally be stored in the heat accumulator and thus stored in the heat accumulator, or the heat accumulator can release heat stored in the heat accumulator. The heat accumulator has an inlet area via which the refrigerant can be fed to the heat accumulator, so that heat from the refrigerant fed to the heat accumulator via the inlet area can optionally be stored in the heat accumulator or heat stored in the heat accumulator can be transferred from the heat accumulator to the refrigerant fed to the heat accumulator via the inlet area. In particular, the heat accumulator can be flowed through by the coolant supplied to the heat accumulator via the inlet area, so that heat from the coolant supplied to the heat accumulator via the inlet area and flowing through the heat accumulator can either be stored in the heat accumulator or heat stored in the heat accumulator can be transferred from the heat accumulator to the coolant supplied to the heat accumulator via the inlet area and flowing through the heat accumulator.
Des Weiteren weist der Wärmespeicher einen Ausgangsbereich auf, über welchen das über den Eingangsbereich dem Wärmespeicher zugeführte und den Wärmespeicher durchströmende Kältemittel, nachdem das Kältemittel dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zugeführt wurde, von dem Wärmespeicher abführbar, das heißt insbesondere aus dem Wärmespeicher ausleitbar ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass der Wärmespeicher von dem Kältemittel durchströmbar ist, derart, dass das Kältemittel von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich strömen und dabei den Wärmespeicher durchströmen kann. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt strömt das Kältemittel auf seinem Weg durch den Wärmespeicher von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich. Somit ist der Ausgangsbereich stromab des Eingangsbereiches angeordnet. Somit ist es beispielsweise bei dem Verfahren vorgesehen, dass, insbesondere in dem zuvor genannten Betrieb, dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich das Kältemittel zugeführt wird, sodass das Kältemittel über den Eingangsbereich in den Wärmespeicher einströmt, den Wärmespeicher durchströmt und dabei von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich strömt und über den Ausgangsbereich von dem Wärmespeicher abströmt, mithin von dem Wärmespeicher abgeführt wird. Zwischen dem den Wärmespeicher durchströmenden und dabei von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich strömenden Kältemittel und dem Wärmespeicher, das heißt beispielsweise zwischen dem den Wärmespeicher durchströmenden und dabei von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich strömenden Kältemittel und wenigstens einem Speicherelement des Wärmespeichers, kann oder wird, insbesondere während das Kältemittel den Wärmespeicher durchströmt, Wärme ausgetauscht werden oder ausgetauscht, sodass wahlweise Wärme von dem den Wärmespeicher durchströmenden Kältemittel an den Wärmespeicher übergeht oder Wärme von dem Wärmespeicher an das den Wärmespeicher durchströmende Kältemittel übergeht. Geht Wärme von dem den Wärmespeicher durchströmenden Kältemittel an den Wärmespeicher über, so wird die Wärme, die von dem Kältemittel an den Wärmespeicher übergeht, in den Wärmespeicher eingespeichert und somit in dem Wärmespeicher gespeichert. Hierdurch wird das Kältemittel gekühlt. Geht Wärme von dem Wärmespeicher an oder auf das den Wärmespeicher durchströmende Kältemittel über, so wird das Kältemittel erwärmt und Wärme wird aus dem Wärmespeicher ausgespeichert.Furthermore, the heat accumulator has an outlet region via which the coolant fed to the heat accumulator via the inlet region and flowing through the heat accumulator can be discharged from the heat accumulator, i.e. in particular can be discharged from the heat accumulator, after the coolant has been fed to the heat accumulator via the inlet region. This means, for example, that the coolant can flow through the heat accumulator in such a way that the coolant can flow from the inlet region to the outlet region and thereby flow through the heat accumulator. In other words, the coolant flows from the inlet region to the outlet region on its way through the heat accumulator. The outlet region is thus arranged downstream of the inlet region. Thus, for example, the method provides that, in particular in the aforementioned operation, the coolant is supplied to the heat accumulator via the inlet area, so that the coolant flows into the heat accumulator via the inlet area, flows through the heat accumulator and flows from the inlet area to the outlet area and flows out of the heat accumulator via the outlet area, and is thus discharged from the heat accumulator. Heat can or will be exchanged between the coolant flowing through the heat accumulator and flowing from the inlet area to the outlet area and the heat accumulator, that is to say, for example, between the coolant flowing through the heat accumulator and flowing from the inlet area to the outlet area and at least one storage element of the heat accumulator, in particular while the coolant flows through the heat accumulator, so that heat is optionally transferred from the coolant flowing through the heat accumulator to the heat accumulator or heat is transferred from the heat accumulator to the coolant flowing through the heat accumulator. If heat is transferred from the coolant flowing through the heat storage unit to the heat storage unit, the heat that is transferred from the coolant to the heat storage unit is stored in the heat storage unit and thus stored in the heat storage unit. This cools the coolant. If heat is transferred from the heat storage unit to or onto the coolant flowing through the heat storage unit, the coolant is heated and heat is stored out of the heat storage unit.
Ganz vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Expansionsventil in dem Kondensatorstrang stromab des Kondensators und insbesondere stromauf der Mischstelle angeordnet ist. Des Weiteren weist die Temperiereinrichtung eine Ventileinrichtung auf, welche zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand umschaltbar ist. Insbesondere kann die Ventileinrichtung durch Ansteuern der Ventileinrichtung zwischen dem ersten Schaltzustand und dem zweiten Schaltzustand umgeschaltet werden. Beispielsweise ist die Ventileinrichtung dadurch ansteuerbar, dass die Ventileinrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Ventileinrichtung durch Versorgen der Ventileinrichtung mit elektrischer Energie angesteuert werden. In dem ersten Schaltzustand ist der Wärmespeicher mittels der Ventileinrichtung derart mit dem Kältemittelkreislauf verschaltet, dass in dem ersten Schaltzustand der Wärmespeicher an einer stromab des Kältemittelverdichters, stromauf des Kondensatorstrangs und stromauf des Umgehungsstrangs in dem Kältemittelkreislauf, insbesondere in dem Verdichterstrang, angeordneten, ersten Verbindungsstelle und an einer stromauf des Kältemittelverdichters in dem Kältemittelkreislauf, insbesondere in dem Verdichterstrang, angeordneten, zweiten Verbindungsstelle, welche in dem Kältemittelkreislauf, insbesondere in dem Verdichterstrang, stromab des ersten Expansionsventils und/oder stromab des zweiten Expansionsventils angeordnet ist, fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden ist, wodurch in dem ersten Schaltzustand dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zumindest ein Teil des mittels des Kältemittelverdichters verdichteten Kältemittels von der ersten Verbindungsstelle zuführbar ist und das über den Ausgangsbereich von dem Wärmespeicher abgeführte Kältemittel an der zweiten Verbindungsstelle in den Kältemittelkreislauf einleitbar ist. Somit ist beispielsweise in dem ersten Schaltzustand der Wärmespeicher mittels der Ventileinrichtung derart mit dem Kältemittelkreislauf verschaltet, dass der Wärmespeicher strömungstechnisch parallel zu dem Umgehungsstrang und strömungstechnisch parallel zu dem Kondensatorstrang und strömungstechnisch seriell zu dem Verdichterstrang geschaltet ist, insbesondere derart, dass dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zumindest ein Teil des mittels des Kältemittelverdichters verdichteten Kältemittels zuführbar ist. Somit ist beispielsweise in dem ersten Schaltzustand dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich ein dritter Teilmassenstrom des Kältemittels von der ersten Verbindungsstelle zuführbar, wobei der dritte Teilmassenstrom durch das mittels des Kältemittelverdichters verdichtete Kältemittel, das heißt durch einen Teil des mittels des Kältemittelverdichters verdichteten Kältemittels gebildet ist oder wird. Der dritte Teilmassenstrom ist somit der genannte Teil des mittels des Kältemittelverdichters verdichteten Kältemittels, welches in dem ersten Schaltzustand dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zuführbar ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass der dritte Teilmassenstrom über den Ausgangsbereich von dem Wärmespeicher abgeführt und an der zweiten Verbindungsstelle in den Kältemittelkreislauf eingeleitet wird. Ganz insbesondere ist der dritte Teilmassenstrom der zuvor genannte, weitere Teilmassenstrom, sodass beispielsweise in dem ersten Schaltzustand der Verdichterstrom beispielsweise, insbesondere ausschließlich, den Gesamtmassenstrom und wenigstens oder genau den dritten Teilmassenstrom des Kältemittels umfasst, sodass in dem ersten Schaltzustand der Verdichterstrom, insbesondere ausschließlich, durch den ersten Teilmassenstrom, den zweiten Teilmassenstrom und den dritten Teilmassenstrom des Kältemittels gebildet ist. Somit kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich die Ventileinrichtung in dem zuvor genannten, zweiten Betriebszustand in dem ersten Schaltzustand befindet.It is very preferably provided that the first expansion valve is arranged in the condenser branch downstream of the condenser and in particular upstream of the mixing point. Furthermore, the temperature control device has a valve device which can be switched between a first switching state and a second switching state. In particular, the valve device The valve device can be switched between the first switching state and the second switching state by controlling the valve device. For example, the valve device can be controlled by supplying the valve device with electrical energy. In other words, the valve device can be controlled by supplying the valve device with electrical energy. In the first switching state, the heat accumulator is connected to the refrigerant circuit by means of the valve device in such a way that in the first switching state the heat accumulator is fluidically connected to the refrigerant circuit at a first connection point arranged downstream of the refrigerant compressor, upstream of the condenser branch and upstream of the bypass branch in the refrigerant circuit, in particular in the compressor branch, and at a second connection point arranged upstream of the refrigerant compressor in the refrigerant circuit, in particular in the compressor branch, which is arranged in the refrigerant circuit, in particular in the compressor branch, downstream of the first expansion valve and/or downstream of the second expansion valve, whereby in the first switching state at least a portion of the refrigerant compressed by means of the refrigerant compressor can be fed to the heat accumulator via the inlet region from the first connection point and the refrigerant discharged from the heat accumulator via the outlet region can be introduced into the refrigerant circuit at the second connection point. Thus, for example, in the first switching state, the heat accumulator is connected to the refrigerant circuit by means of the valve device in such a way that the heat accumulator is connected fluidically parallel to the bypass branch and fluidically parallel to the condenser branch and fluidically serially to the compressor branch, in particular in such a way that at least a portion of the refrigerant compressed by means of the refrigerant compressor can be fed to the heat accumulator via the inlet area. Thus, for example, in the first switching state, a third partial mass flow of the refrigerant can be fed from the first connection point to the heat accumulator via the inlet area, wherein the third partial mass flow is or will be formed by the refrigerant compressed by means of the refrigerant compressor, that is to say by a portion of the refrigerant compressed by means of the refrigerant compressor. The third partial mass flow is thus the said portion of the refrigerant compressed by means of the refrigerant compressor, which can be fed to the heat accumulator via the inlet area in the first switching state. In this case, it is particularly conceivable that the third partial mass flow is discharged from the heat accumulator via the outlet area and introduced into the refrigerant circuit at the second connection point. In particular, the third partial mass flow is the previously mentioned further partial mass flow, so that, for example, in the first switching state, the compressor flow comprises, for example, in particular exclusively, the total mass flow and at least or exactly the third partial mass flow of the refrigerant, so that in the first switching state, the compressor flow is formed, in particular exclusively, by the first partial mass flow, the second partial mass flow and the third partial mass flow of the refrigerant. It can thus be provided, for example, that the valve device is in the first switching state in the previously mentioned second operating state.
Insbesondere kann die zweite Verbindungsstelle mit der Mischstelle zusammenfallen, oder die zweite Verbindungsstelle ist stromab der Mischstelle, insbesondere in dem Verdichterstrang, angeordnet. Denkbar kann auch sein, dass die zweite Verbindungsstelle stromauf der Mischstelle und dabei in dem Kondensatorstrang oder in dem Umgehungsstrang angeordnet ist. Die erste Verbindungsstelle kann beispielsweise mit der ersten Abzweigstelle und/oder mit der zweiten Abzweigstelle und/oder mit der Gesamt-Abzweigstelle zusammenfallen, oder die erste Verbindungsstelle ist von der ersten Abzweigstelle und/oder von der zweiten Abzweigstelle und/oder von der Gesamt-Abzweigstelle beabstandet. Ganz insbesondere kann vorgesehen sein, dass in dem ersten Schaltzustand an der ersten Verbindungsstelle der Verdichterstrom in den ersten Teilmassenstrom, den zweiten Teilmassenstrom und den dritten Teilmassenstrom aufzweigt, oder in dem ersten Schaltzustand zweigt beispielsweise der Verdichterstrom an der ersten Verbindungsstelle in den dritten Teilmassenstrom und den weiteren Massenstrom auf, der dann beispielsweise an der Gesamt-Abzweigstelle in den ersten Teilmassenstrom und den zweiten Teilmassenstrom aufzweigt.In particular, the second connection point can coincide with the mixing point, or the second connection point is arranged downstream of the mixing point, in particular in the compressor line. It is also conceivable that the second connection point is arranged upstream of the mixing point and in the condenser line or in the bypass line. The first connection point can, for example, coincide with the first branch point and/or with the second branch point and/or with the overall branch point, or the first connection point is spaced apart from the first branch point and/or from the second branch point and/or from the overall branch point. In particular, it can be provided that in the first switching state at the first connection point the compressor flow branches into the first partial mass flow, the second partial mass flow and the third partial mass flow, or in the first switching state, for example, the compressor flow branches at the first connection point into the third partial mass flow and the further mass flow, which then branches, for example, at the total branch point into the first partial mass flow and the second partial mass flow.
In dem zweiten Schaltzustand ist der Wärmespeicher mittels der Ventileinrichtung derart mit dem Kältemittelkreislauf verschaltet, dass in dem zweiten Schaltzustand der Wärmespeicher an einer stromauf des Kältemittelverdichters in dem Kältemittelkreislauf, insbesondere in dem Verdichterstrang, angeordneten, dritten Verbindungsstelle welche in dem Kältemittelkreislauf stromab des ersten Expansionsventils und/oder stromab des zweiten Expansionsventils angeordnet ist, fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden ist. Die dritte Verbindungsstelle kann mit der Mischstelle zusammenfallen, oder die dritte Verbindungsstelle ist vorzugsweise stromab der Mischstelle angeordnet.In the second switching state, the heat accumulator is connected to the refrigerant circuit by means of the valve device in such a way that in the second switching state, the heat accumulator is fluidically connected to the refrigerant circuit at a third connection point arranged upstream of the refrigerant compressor in the refrigerant circuit, in particular in the compressor line, which is arranged in the refrigerant circuit downstream of the first expansion valve and/or downstream of the second expansion valve. The third connection point can coincide with the mixing point, or the third connection point is preferably arranged downstream of the mixing point.
In dem zweiten Schaltzustand ist der Wärmespeicher mittels der Ventileinrichtung derart mit dem Kältemittelkreislauf verschaltet, dass in dem zweiten Schaltzustand der Wärmespeicher an einer stromab der dritten Verbindungsstelle und stromauf des Kältemittelverdichters in dem Kältemittelkreislauf, insbesondere in dem Verdichterstrang, angeordneten, vierten Verbindungsstelle fluidisch mit dem Kältekreislauf verbunden ist, wodurch in dem zweiten Schaltzustand dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich von der dritten Verbindungsstelle zumindest ein Teil des Gesamtmassenstroms, insbesondere der gesamte Massenstrom, zuführbar ist und das über den Ausgangsbereich von dem Wärmespeicher abgeführte Kältemittel an der vierten Verbindungsstelle in den Kältemittelkreislauf einleitbar ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die dritte Verbindungstelle von dem, insbesondere gesamten, Gesamtmassenstrom durchströmbar ist.In the second switching state, the heat accumulator is connected to the refrigerant circuit by means of the valve device in such a way that in the second switching state the heat accumulator is connected to a downstream the third connection point and upstream of the refrigerant compressor in the refrigerant circuit, in particular in the compressor train, is fluidically connected to the refrigeration circuit, whereby in the second switching state at least a portion of the total mass flow, in particular the entire mass flow, can be fed to the heat accumulator via the inlet region from the third connection point and the refrigerant discharged from the heat accumulator via the outlet region can be introduced into the refrigeration circuit at the fourth connection point. In particular, it is provided that the third connection point can be flowed through by the, in particular the entire, total mass flow.
Somit ist beispielsweise in dem zweiten Schaltzustand der Wärmespeicher mittels der Ventileinrichtung derart mit dem Kältemittelkreislauf verschaltet, dass der Wärmespeicher strömungstechnisch seriell zu dem Umgehungsstrang, strömungstechnisch seriell zu dem Kondensatorstrang und strömungstechnisch seriell zu dem Kältemittelverdichter geschaltet ist, insbesondere derart, dass der Wärmespeicher stromab des Kondensatorstrangs, stromab des Umgehungsstrangs und stromauf des Kältemittelverdichters angeordnet ist. Somit umfasst beispielsweise in dem zweiten Schaltzustand der den Kältemittelverdichter durchströmende Verdichterstrom, insbesondere ausschließlich, den Gesamtmassenstrom, sodass in dem zweiten Schaltzustand der Verdichterstrom, insbesondere ausschließlich, durch den ersten Teilmassenstrom und den zweiten Teilmassenstrom des Kältemittels gebildet ist. Somit kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich die Ventileinrichtung in dem zuvor genannten, ersten Betriebszustand in dem zweiten Schaltzustand befindet.Thus, for example, in the second switching state, the heat accumulator is connected to the refrigerant circuit by means of the valve device in such a way that the heat accumulator is connected in fluidic series with the bypass branch, in fluidic series with the condenser branch and in fluidic series with the refrigerant compressor, in particular in such a way that the heat accumulator is arranged downstream of the condenser branch, downstream of the bypass branch and upstream of the refrigerant compressor. Thus, for example, in the second switching state, the compressor flow flowing through the refrigerant compressor comprises, in particular exclusively, the total mass flow, so that in the second switching state the compressor flow is formed, in particular exclusively, by the first partial mass flow and the second partial mass flow of the refrigerant. Thus, for example, it can be provided that the valve device is in the second switching state in the aforementioned first operating state.
Da der Kältemittelverdichter das Kältemittel verdichtet und dadurch erwärmt, kann beispielsweise in dem ersten Schaltzustand das mittels des Kältemittelverdichters verdichtete und dadurch erwärmte Kältemittel insbesondere in Form des dritten Teilmassenstroms dem Wärmespeicher zugeführt werden, sodass Wärme von dem Kältemittel an den Wärmespeicher übergehen und somit in den Wärmespeicher eingespeichert werden kann. Somit ist in dem ersten Schaltzustand der Wärmespeicher über den Eingangsbereich beziehungsweise der Eingangsbereich mit einer auch als Hochdruckbereich bezeichneten Hochdruckseite des Kältemittelverdichters fluidisch verbunden, wobei der Kältemittelverdichter auf seiner oder über seine Hochdruckseite das mittels des Kältemittelverdichters verdichtete Kältemittel bereitstellt. In dem zweiten Schaltzustand kann das mittels des ersten Expansionsventils und/oder mittels des zweiten Expansionsventils expandierte Kältemittel insbesondere in Form des Gesamtmassenstroms dem Wärmespeicher über den Eingangsbereich zugeführt werden, da in dem zweiten Schaltzustand der Wärmespeicher über den Eingangsbereich beziehungsweise der Eingangsbereich an der dritten Verbindungsstelle fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden ist. Somit ist in dem zweiten Schaltzustand der Wärmespeicher über den Eingangsbereich beziehungsweise der Eingangsbereich fluidisch mit einer auch als Niederdruckbereich bezeichneten Niederdruckseite des Kältemittelverdichters verbunden. Somit kann beispielsweise in dem zweiten Schaltzustand Wärme von dem Wärmespeicher an oder auf das den Wärmespeicher durchströmende Kältemittel, insbesondere auf oder an den Gesamtmassenstrom beziehungsweise Verdichterstrom übertragen werden, wodurch das Kältemittel erwärmt wird, und zwar bevor das Kältemittel den Kältemittelverdichter durchströmt. Da die vierte Verbindungsstelle stromab der dritten Verbindungsstelle und stromauf des Kältemittelverdichters angeordnet ist, wird der Kältemittelverdichter mit dem Kältemittel versorgt, das mittels des Wärmespeichers und somit dadurch erwärmt wird oder wurde, dass Wärme von oder aus dem Wärmespeicher an das Kältemittel übergeht. Die Erfindung ermöglicht somit einen besonders effizienten Betrieb der Temperiereinrichtung. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, durch Verwendung des Wärmespeichers den Kältemittelverdichter mit einer solchen, insbesondere elektrischen, Leistung des Kältemittelverdichters zu betreiben, dass der Kältemittelverdichter insbesondere unabhängig von einem Leistungsbedarf des Kondensators, das heißt beispielsweise unabhängig von einer Leistung, mit welcher der Kondensator betrieben oder versorgt wird, in einem wirkungsgradgünstigen Betriebspunkt betrieben werden kann.Since the refrigerant compressor compresses the refrigerant and thereby heats it, for example in the first switching state the refrigerant compressed by the refrigerant compressor and thereby heated can be supplied to the heat accumulator in particular in the form of the third partial mass flow, so that heat can pass from the refrigerant to the heat accumulator and thus be stored in the heat accumulator. Thus, in the first switching state the heat accumulator is fluidically connected via the inlet area or the inlet area to a high-pressure side of the refrigerant compressor, also referred to as the high-pressure area, with the refrigerant compressor providing the refrigerant compressed by the refrigerant compressor on or via its high-pressure side. In the second switching state the refrigerant expanded by means of the first expansion valve and/or by means of the second expansion valve can be supplied to the heat accumulator via the inlet area, in particular in the form of the total mass flow, since in the second switching state the heat accumulator is fluidically connected to the refrigerant circuit via the inlet area or the inlet area at the third connection point. Thus, in the second switching state, the heat accumulator is fluidically connected via the inlet region or the inlet region to a low-pressure side of the refrigerant compressor, also referred to as the low-pressure region. Thus, for example, in the second switching state, heat can be transferred from the heat accumulator to or onto the refrigerant flowing through the heat accumulator, in particular to or onto the total mass flow or compressor flow, whereby the refrigerant is heated, namely before the refrigerant flows through the refrigerant compressor. Since the fourth connection point is arranged downstream of the third connection point and upstream of the refrigerant compressor, the refrigerant compressor is supplied with the refrigerant that is or was heated by means of the heat accumulator and thus by heat being transferred from or from the heat accumulator to the refrigerant. The invention thus enables particularly efficient operation of the temperature control device. In particular, the invention makes it possible, by using the heat accumulator, to operate the refrigerant compressor with such a power, in particular electrical, of the refrigerant compressor that the refrigerant compressor can be operated at an efficient operating point, in particular independently of a power requirement of the condenser, that is to say, for example, independently of a power with which the condenser is operated or supplied.
Wird beispielsweise in dem zweiten Betriebszustand der Temperiereinrichtung der Kondensator mit einer solchen Leistung betrieben oder versorgt, dass der Kältemittelverdichter ohne Verwendung des Wärmespeichers mit einer Leistung von beispielsweise zwei Kilowatt betrieben werden müsste, so kann nun durch Verwendung des Wärmespeichers und in dem ersten Schaltzustand der Ventileinrichtung der Kältemittelverdichter mit einer Leistung von mehr als zwei Kilowatt und dadurch wesentlich effizienter, mithin wirkungsgradgünstiger betrieben werden, denn überschüssige Leistung des Kältemittelverdichters, dessen überschüssige Leistung nicht zum Betreiben des Kondensators nötig ist, kann nun als Wärme in den Wärmespeicher eingespeichert werden. Somit ist es beispielsweise möglich, den Kältemittelverdichter in dem zweiten Betriebszustand nicht mit zwei Kilowatt, sondern mit einer Leistung von beispielswiese sechs Kilowatt zu betreiben. Zwei von diesen sechst Kilowatt Leistung des Kältemittelverdichters können zum Betreiben des Kondensators verwendet werden, und die übrigen vier Kilowatt Leistung des Kältemittelverdichters können genutzt werden, um Wärme in den Wärmespeicher einzuspeichern. Die in den Wärmespeicher eingespeicherte Wärme kann dann später, beispielsweise in dem ersten Betriebszustand genutzt werden, um auch in dem ersten Betriebszustand einen besonders effizienten Betrieb des Kältemittelverdichters zu ermöglichen.If, for example, in the second operating state of the temperature control device, the condenser is operated or supplied with such a power that the refrigerant compressor would have to be operated with a power of, for example, two kilowatts without using the heat accumulator, then by using the heat accumulator and in the first switching state of the valve device, the refrigerant compressor can now be operated with a power of more than two kilowatts and thus much more efficiently, and thus more efficiently, because excess power of the refrigerant compressor, whose excess power is not required to operate the condenser, can now be stored as heat in the heat accumulator. It is therefore possible, for example, to operate the refrigerant compressor in the second operating state not with two kilowatts, but with a power of, for example, six kilowatts. Two of these six kilowatts of power of the refrigerant compressor can be used to operate the condenser, and the remaining four kilowatts of power of the refrigerant compressor can used to store heat in the heat storage unit. The heat stored in the heat storage unit can then be used later, for example in the first operating state, in order to enable particularly efficient operation of the refrigerant compressor in the first operating state.
Wird beispielsweise der Kondensator in dem ersten Betriebszustand der Temperiereinrichtung der Kondensator mit einer solchen Leistung betrieben oder versorgt, dass der Kältemittelverdichter ohne Verwendung des Wärmespeichers mit einer Leistung von beispielsweise neun Kilowatt betrieben werden müsste, so kann nun durch Verwendung des Wärmespeichers und in dem zweiten Schaltzustand der Ventileinrichtung der Kältemittelverdichter mit einer Leistung von weniger als neun Kilowatt und dadurch wesentlich effizienter, mithin wirkungsgradgünstiger betrieben werden, denn es kann die im Wärmespeicher gespeicherte Wärme genutzt werden, um das Kältemittel zu erwärmen. Das Kältemittel kann also in dem zweiten Schaltzustand und somit beispielsweise in dem ersten Betriebszustand sowohl mittels des Kältemittelverdichters als auch mittels Wärme aus dem Wärmespeicher erwärmt werden. Mit anderen Worten kann der Wärmespeicher, das heißt die im Wärmspeicher gespeicherte Wärme, die beispielsweise in dem zweiten Betriebszustand in den Wärmespeicher eingespeichert wurde, im ersten Betriebszustand den Kältemittelverdichter beim Erwärmen des Kältemittels unterstützen. Somit ist es beispielsweise möglich, den Kältemittelverdichter in dem ersten Betriebszustand nicht mit neun Kilowatt, sondern mit einer Leistung von beispielswiese sechs Kilowatt zu betreiben. Die zum Betrieb des Kondensators fehlende Leistung von drei Kilowatt wird beispielsweise dadurch kompensiert oder bereitgestellt, dass Wärme aus dem Wärmespeicher auf das Kältemittel übertragen wird. Hierdurch weist das Kältemittel, bevor es mittels des Kältemittelverdichters verdichtet wird, ein solch hohes Wärmeniveau auf, dass eine Leistung von sechs Kilowatt des Kältemittelverdichters ausreicht, um mittels des Kältemittelverdichters das Kältemittel ausgehend von dem Wärmeniveau derart zu verdichten und zu erwärmen, dass das verdichtete Kältemittel stromab des Kältemittelverdichters, stromauf des Umgehungsstrangs und stromauf des Kondensatorstrangs eine solche Temperatur aufweist, die das Kältemittel aufweisen würde, wenn der Wärmespeicher nicht genutzt würde und, insbesondere alleine, das heißt ohne den Wärmespeicher, der Kältemittelverdichter mit einer Leistung von neun Kilowatt das Kältemittel verdichten würde. Es ist erkennbar, dass in beiden Betriebszuständen der Kältemittelverdichter mit beispielsweise sechs Kilowatt und somit besonders wirkungsgradgünstig und somit effizient betrieben werden könnte, sodass ein besonders effizienter und wirkungsgradgünstiger Betrieb der Temperiereinrichtung darstellbar ist.If, for example, the condenser is operated or supplied with such a power in the first operating state of the temperature control device that the refrigerant compressor would have to be operated with a power of, for example, nine kilowatts without using the heat accumulator, then by using the heat accumulator and in the second switching state of the valve device, the refrigerant compressor can now be operated with a power of less than nine kilowatts and thus much more efficiently, and therefore with greater efficiency, because the heat stored in the heat accumulator can be used to heat the refrigerant. The refrigerant can therefore be heated in the second switching state and thus, for example, in the first operating state both by means of the refrigerant compressor and by means of heat from the heat accumulator. In other words, the heat accumulator, i.e. the heat stored in the heat accumulator, which was stored in the heat accumulator in the second operating state, for example, can support the refrigerant compressor in heating the refrigerant in the first operating state. It is therefore possible, for example, to operate the refrigerant compressor in the first operating state not with nine kilowatts, but with an output of, for example, six kilowatts. The three kilowatts of output missing to operate the condenser is compensated for or provided, for example, by transferring heat from the heat accumulator to the refrigerant. As a result, the refrigerant has such a high heat level before it is compressed by the refrigerant compressor that an output of six kilowatts from the refrigerant compressor is sufficient to compress and heat the refrigerant by means of the refrigerant compressor, starting from the heat level, in such a way that the compressed refrigerant downstream of the refrigerant compressor, upstream of the bypass line and upstream of the condenser line has a temperature that the refrigerant would have if the heat accumulator were not used and, in particular, alone, i.e. without the heat accumulator, the refrigerant compressor would compress the refrigerant with an output of nine kilowatts. It can be seen that in both operating states the refrigerant compressor could be operated with, for example, six kilowatts and thus particularly efficiently, so that a particularly efficient and low-efficiency operation of the temperature control device can be achieved.
Ferner ist erkennbar, dass der Kältemittelverdichter in dem ersten Schaltzustand und in dem zweiten Schaltzustand das Kältemittel, insbesondere über den Eingangsbereich, zum dem Wärmespeicher hinfördern und, insbesondere über den Ausgangsbereich, von dem Wärmespeicher weg fördern kann und dabei insbesondere durch den Wärmespeicher hindurchfördern kann.It can also be seen that the refrigerant compressor in the first switching state and in the second switching state can convey the refrigerant, in particular via the inlet area, to the heat accumulator and, in particular via the outlet area, away from the heat accumulator and can thereby convey it in particular through the heat accumulator.
Um einen besonders effizienten Betrieb der Temperiereinrichtung realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Wärmespeicher als ein Latentwärmespeicher ausgebildet ist, welcher auch als Phasenwechsel-Speicher oder PCM-Speicher (PCM - Phase Change Material - Phasenwechselmaterial) bezeichnet wird. Der Latentwärmespeicher weist wenigstens ein Phasenwechselmaterial zum Speichern der Wärme auf. Somit ist das Phasenwechselmaterial beispielsweise das zuvor genannte Speicherelement.In order to be able to implement particularly efficient operation of the temperature control device, one embodiment of the invention provides that the heat storage device is designed as a latent heat storage device, which is also referred to as a phase change storage device or PCM storage device (PCM - Phase Change Material). The latent heat storage device has at least one phase change material for storing the heat. The phase change material is thus, for example, the aforementioned storage element.
Um darüber hinaus einen besonders robusten Betrieb der Temperiereinrichtung realisieren und somit den Kältemittelverdichter insbesondere vor unerwünschten Betriebszuständen schützen zu können, woraus eine besonders hohe Lebensdauer des Kältemittelverdichters resultieren kann, ist es außerdem erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Temperiereinrichtung wenigstens oder genau eine zusätzlich zu dem Kältemittelverdichter vorgesehene Zusatzpumpe aufweist, welche beispielsweise als eine elektrische Pumpe, mithin als eine elektrisch betreibbare Pumpe, ausgebildet ist. Mittels der Zusatzpumpe kann das Kältemittel durch den Wärmespeicher hindurch gefördert werden, während der Kältemittelverdichter deaktiviert ist, das heißt während ein Betrieb des Kältemittelverdichters und somit ein mittels des Kältemittelverdichters bewirktes Fördern des Kältemittels unterbleiben. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass mittels der Zusatzpumpe das Kältemittel durch den Kondensatorstrang und/oder durch den Umgehungsstrang hindurch gefördert werden kann, während der Kältemittelverdichter deaktiviert ist, das heißt während ein mittels des Kältemittelverdichters bewirktes Fördern des Kältemittels unterbleibt. Der Umgehungsstrang und der Kondensatorstrang werden zusammenfassend auch als Förderstränge bezeichnet, sodass vorzugsweise mittels der Zusatzpumpe das Kältemittel durch den Wärmespeicher und durch wenigstens oder genau einen der Förderstränge hindurch gefördert werden kann, während der Kältemittelverdichter deaktiviert ist.In order to also realize a particularly robust operation of the temperature control device and thus to be able to protect the refrigerant compressor in particular from undesirable operating conditions, which can result in a particularly long service life of the refrigerant compressor, it is also provided according to the invention that the temperature control device has at least or exactly one additional pump provided in addition to the refrigerant compressor, which is designed, for example, as an electric pump, thus as an electrically operated pump. The refrigerant can be pumped through the heat accumulator by means of the additional pump while the refrigerant compressor is deactivated, i.e. while operation of the refrigerant compressor and thus pumping of the refrigerant by means of the refrigerant compressor are not taking place. Furthermore, it is preferably provided that the refrigerant can be pumped through the condenser branch and/or through the bypass branch by means of the additional pump while the refrigerant compressor is deactivated, i.e. while pumping of the refrigerant by means of the refrigerant compressor is not taking place. The bypass line and the condenser line are collectively also referred to as delivery lines, so that the refrigerant can be pumped through the heat accumulator and through at least or exactly one of the delivery lines, preferably by means of the additional pump, while the refrigerant compressor is deactivated.
Unter dem Merkmal, dass mittels der Zusatzpumpe das Kältemittel durch den Wärmespeicher hindurch gefördert werden kann, während der Kältemittelverdichter deaktiviert ist, ist zu verstehen, dass die Zusatzpumpe das Kältemittel zu dem Wärmespeicher hinfördern und von dem Wärmespeicher abfördern und dabei durch den Wärmespeicher, hindurchfördern kann, während der Kältemittelverdichter deaktiviert ist. Die Erfindung ermöglicht es somit, das Kältemittel mittels der Zusatzpumpe durch den Wärmespeicher hindurch zu fördern und mittels des Wärmespeichers, das heißt mittels in dem Wärmespeicher gespeicherter Wärme, zu erwärmen, ohne den Kältemittelverdichter zu betreiben. Dies ist derart realisierbar, dass in dem Wärmespeicher gespeicherte Wärme von oder aus dem Wärmespeicher an oder auf das Kältemittel übergehen kann, während das Kältemittel mittels der Zusatzpumpe durch den Wärmespeicher und beispielsweise auch durch den wenigstens oder genau einen Förderstrang hindurch gefördert wird und während der Kältemittelverdichter deaktiviert ist, mithin nicht betrieben wird.The feature that the additional pump pumps the coolant through the heat storage can be conveyed through while the refrigerant compressor is deactivated, it is to be understood that the additional pump can convey the refrigerant to the heat accumulator and away from the heat accumulator and in doing so can convey it through the heat accumulator while the refrigerant compressor is deactivated. The invention thus makes it possible to convey the refrigerant through the heat accumulator by means of the additional pump and to heat it by means of the heat accumulator, that is to say by means of heat stored in the heat accumulator, without operating the refrigerant compressor. This can be implemented in such a way that heat stored in the heat accumulator can be transferred from or out of the heat accumulator to or onto the refrigerant while the refrigerant is conveyed through the heat accumulator and, for example, also through at least or exactly one conveying line by means of the additional pump and while the refrigerant compressor is deactivated, and therefore not operated.
Insbesondere kann durch die Erfindung ein besonders vorteilhaftes Aufstarten oder Herausstarten der Temperiereinrichtung insbesondere aus einer Nass- oder Nassdampfphase des Kältemittels heraus realisiert werden, ohne dass eine flüssige Phase oder eine als Nassdampfphase ausgebildete Phase des Kältemittels durch den Kältemittelverdichter hindurchströmt beziehungsweise mittels des Kältemittelverdichters gefördert wird. Mit anderen Worten kann beispielsweise mittels der Zusatzpumpe das Kältemittel auch dann besonders vorteilhaft durch den Wärmespeicher und durch den wenigstens oder genau einen Förderstrang hindurch gefördert werden, wenn das Kältemittel zumindest teilweise als Nassdampf oder als Flüssigkeit ausgebildet ist. Somit kann vermieden werden, das Kältemittel dann, wenn das Kältemittel zumindest teilweise als Nassdampf oder Flüssigkeit ausgebildet ist, mittels des Kältemittelverdichters zu fördern, sodass unerwünschte Beschädigungen des Kältemittelverdichters vermieden werden können.In particular, the invention enables a particularly advantageous start-up or shutdown of the temperature control device, in particular from a wet or wet vapor phase of the coolant, to be achieved without a liquid phase or a phase of the coolant designed as a wet vapor phase flowing through the coolant compressor or being conveyed by the coolant compressor. In other words, for example, the coolant can be conveyed particularly advantageously through the heat accumulator and through the at least one or exactly one conveying line by means of the additional pump even if the coolant is at least partially designed as wet vapor or as a liquid. This means that the coolant can be avoided from being conveyed by means of the coolant compressor when the coolant is at least partially designed as wet vapor or liquid, so that undesirable damage to the coolant compressor can be avoided.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass ein durch die Zusatzpumpe bewirktes Verdichten des Kältemittels, insbesondere stets, unterbleibt. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass dann und vorzugsweise immer dann, wenn die Zusatzpumpe das Kältemittel fördert, ein durch die Zusatzpumpe bewirktes Verdichten des Kältemittels unterbleibt, sodass vorzugsweise die Zusatzpumpe dann und vorzugsweise immer dann, wenn sie das Kältemittel durch den Wärmespeicher und vorzugsweise auch durch den wenigstens oder genau einen Förderstrang hindurchfördert, das Kältemittel nicht verdichtet. Somit ist vorzugsweise die Förderpumpe kein Verdichter zum Verdichten des Kältemittels, sodass auch unerwünschte Beschädigungen der Zusatzpumpe vermieden werden können.Preferably, it is provided that compression of the coolant caused by the additional pump is avoided, in particular always. In other words, it is provided that compression of the coolant caused by the additional pump is avoided when and preferably always when the additional pump conveys the coolant, so that preferably the additional pump does not compress the coolant when and preferably always when it conveys the coolant through the heat accumulator and preferably also through the at least or exactly one conveying line. Thus, preferably the conveying pump is not a compressor for compressing the coolant, so that undesirable damage to the additional pump can also be avoided.
Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass dann, wenn die Zusatzpumpe das Kältemittel durch den Wärmespeicher und durch den wenigstens oder genau einen Förderstrang hindurchfördert, das in dem wenigstens oder genau einen Förderstrang angeordnete Expansionsventil, insbesondere das zweite Expansionsventil, vollständig geöffnet ist, sodass beispielsweise dann, wenn die Zusatzpumpe das Kältemittel durch den Wärmespeicher und durch den wenigstens oder genau einen Förderstrang und somit durch das in dem wenigstens einen Förderstrang angeordneten Expansionsventil hindurchfördert, das Kältemittel zumindest im Wesentlichen ohne Druckverlust und/oder zumindest im Wesentlichen ohne Phasenumwandlung durch das in dem wenigstens oder genau einen Förderstrang angeordnete Expansionsventil hindurchströmt. Dadurch können übermäßige Druckverluste des Kältemittels vermieden werden, und unerwünschte Phasenumwandlungen des Kältemittels können vermieden werden.Furthermore, it is preferably provided that when the additional pump conveys the coolant through the heat accumulator and through the at least or exactly one conveying line, the expansion valve arranged in the at least or exactly one conveying line, in particular the second expansion valve, is fully open, so that, for example, when the additional pump conveys the coolant through the heat accumulator and through the at least or exactly one conveying line and thus through the expansion valve arranged in the at least one conveying line, the coolant flows through the expansion valve arranged in the at least or exactly one conveying line at least substantially without pressure loss and/or at least substantially without phase transformation. This makes it possible to avoid excessive pressure losses of the coolant and to avoid undesirable phase transformations of the coolant.
Um einen besonders vorteilhaften, effizienten und robusten Betrieb der Temperiereinrichtung realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Ventileinrichtung in einen dritten Schaltzustand schaltbar ist, in welchem der Wärmespeicher und die in dem dritten Schaltzustand strömungstechnisch seriell zu dem Wärmespeicher geschaltete Zusatzpumpe an einer stromauf des Kältemittelverdichters in dem Kältemittelkreislauf, insbesondere in dem Verdichterstrang, angeordneten Abgriffstelle, welche in dem Kältemittelkreislauf stromab des ersten Expansionsventils und/oder stromab des zweiten Expansionsventils angeordnet ist, und an einer stromab des Kältemittelverdichters, stromauf des Kondensatorstrangs und stromauf des Umgehungsstrangs in dem Kältemittelkreislauf, insbesondere in dem Verdichterstrang, angeordneten Einleitstelle fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden sind, wodurch mittels der Zusatzpumpe das Kältemittel unter Umgehung des Kältemittelverdichters, das heißt ohne dass das Kältemittel durch den Kältemittelverdichter hindurchströmt, von der Abgriffstelle zu der Einleitstelle förderbar und dadurch durch den Wärmespeicher und beispielsweise durch den wenigstens oder genau einen Förderstrang unter Umgehung des Kältemittelverdichters, das heißt ohne dass das Kältemittel durch den Kältemittelverdichter hindurchströmt, hindurchförderbar ist, während der Kältemittelverdichter deaktiviert ist.In order to be able to implement a particularly advantageous, efficient and robust operation of the temperature control device, it is provided in one embodiment of the invention that the valve device can be switched to a third switching state, in which the heat accumulator and the additional pump, which in the third switching state is fluidically connected in series with the heat accumulator, are fluidically connected to the refrigerant circuit at a tapping point arranged upstream of the refrigerant compressor in the refrigerant circuit, in particular in the compressor line, which is arranged in the refrigerant circuit downstream of the first expansion valve and/or downstream of the second expansion valve, and at an inlet point arranged downstream of the refrigerant compressor, upstream of the condenser line and upstream of the bypass line in the refrigerant circuit, in particular in the compressor line, whereby the refrigerant can be conveyed from the tapping point to the inlet point by means of the additional pump, bypassing the refrigerant compressor, i.e. without the refrigerant flowing through the refrigerant compressor, and thereby through the heat accumulator and, for example, through which at least or exactly one conveying line can be conveyed while bypassing the refrigerant compressor, i.e. without the refrigerant flowing through the refrigerant compressor, while the refrigerant compressor is deactivated.
Unter dem Merkmal, dass das Kältemittel unter Umgehung des Kältemittelverdichters von der Abgriffstelle zu der Einleitstelle förderbar und dabei durch den Wärmespeicher hindurchförderbar ist, ist zu verstehen, dass das mittels der Zusatzpumpe geförderte Kältemittel auf seinem Weg von der Abgriffstelle zu der Einleitstelle den Kältemittelverdichter umgeht, mithin nicht durch den Kältemittelverdichter hindurchströmt. Dadurch können unerwünschte Beschädigungen oder Belastungen des Kältemittelverdichters sicher vermieden werden.The feature that the refrigerant can be conveyed from the tap point to the inlet point bypassing the refrigerant compressor and can thereby be conveyed through the heat accumulator means that the refrigerant conveyed by means of the additional pump on its way from the The tap point to the inlet point bypasses the refrigerant compressor and therefore does not flow through the refrigerant compressor. This can safely prevent undesirable damage or stress on the refrigerant compressor.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass in dem dritten Schaltzustand die Zusatzpumpe derart strömungstechnisch seriell zu dem Wärmespeicher angeordnet ist, dass beispielsweise die Zusatzpumpe stromab der Abgriffstelle und stromauf der Einleitstelle, insbesondere stromab der Abgriffstelle und stromauf des Wärmespeichers, angeordnet ist.Preferably, it is provided that in the third switching state the additional pump is arranged in fluidically serial relation to the heat accumulator such that, for example, the additional pump is arranged downstream of the tapping point and upstream of the inlet point, in particular downstream of the tapping point and upstream of the heat accumulator.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Abgriffstelle mit der dritten Verbindungsstelle zusammenfällt. Dadurch kann ein besonders effizienter und robuster Betrieb gewährleistet werden.Another embodiment is characterized by the fact that the tapping point coincides with the third connection point. This ensures particularly efficient and robust operation.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Einleitstelle mit der ersten Verbindungsstelle zusammenfällt, wodurch ein besonders effizienter und robuster Betrieb gewährleistet werden kann.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the inlet point coincides with the first connection point, whereby a particularly efficient and robust operation can be ensured.
Um einen besonders vorteilhaften, insbesondere besonders effizienten, Betrieb der Temperiereinrichtung realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem ersten Schaltzustand und in dem zweiten Schaltzustand das Kältemittel mittels des Kältemittelverdichters unter Umgehung der Zusatzpumpe, das heißt ohne dass das Kältemittel die Zusatzpumpe durchströmt, über den Eingangsbereich zu dem Wärmespeicher hindurchförderbar und über den Ausgangsbereich von dem Wärmespeicher wegförderbar ist. Hierunter ist zu verstehen, dass das in dem ersten Schaltzustand und in dem zweiten Schaltzustand mittels des Kältemittelverdichters geförderte Kältemittel auf seinem Weg von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich des Wärmespeichers und somit durch den Wärmespeicher hindurch die Zusatzpumpe umgeht, mithin nicht durch die Zusatzpumpe hindurchströmt. Dadurch kann ein übermäßiger Druckverlust des Kältemittels vermieden werden, wodurch ein besonders effizienter, mithin wirkungsgradgünstiger, Betrieb der Temperiereinrichtung darstellbar ist. In order to be able to implement a particularly advantageous, in particular particularly efficient, operation of the temperature control device, it is provided in a further embodiment of the invention that in the first switching state and in the second switching state the coolant can be conveyed through the inlet area to the heat accumulator by means of the coolant compressor, bypassing the additional pump, i.e. without the coolant flowing through the additional pump, and can be conveyed away from the heat accumulator via the outlet area. This means that the coolant conveyed in the first switching state and in the second switching state by means of the coolant compressor bypasses the additional pump on its way from the inlet area to the outlet area of the heat accumulator and thus through the heat accumulator, and therefore does not flow through the additional pump. This makes it possible to avoid an excessive pressure loss of the coolant, which means that a particularly efficient, and therefore high-efficiency, operation of the temperature control device can be achieved.
Zur Realisierung eines besonders effizienten Betriebs hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Phasenwechselmaterial eine Schmelztemperatur aufweist, welche in einem Bereich von einschließlich 50 Grad Celsius bis einschließlich 90 Grad Celsius liegt.In order to achieve particularly efficient operation, it has proven particularly advantageous if the phase change material has a melting temperature which lies in a range from 50 degrees Celsius to 90 degrees Celsius inclusive.
Um einen besonders effizienten Betrieb realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials in einem Bereich von einschließlich 75 Grad Celsius bis einschließlich 90 Grad Celsius liegt.In order to be able to realize a particularly efficient operation, it is provided in a further embodiment of the invention that the melting temperature of the phase change material is in a range from 75 degrees Celsius to 90 degrees Celsius inclusive.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schmelztemperatur in einem Bereich von einschließlich 75 Grad Celsius bis einschließlich 80 Grad Celsius liegt. Hierdurch kann ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb gewährleistet werden.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the melting temperature is in a range from 75 degrees Celsius to 80 degrees Celsius. This can ensure particularly efficient operation.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials in einem Bereich von einschließlich 50 Grad Celsius bis einschließlich 80 Grad Celsius liegt. Dadurch kann ein besonders wirkungsgradgünstiger und somit effizienter Betrieb der Temperiereinrichtung dargestellt werden.A further embodiment is characterized in that the melting temperature of the phase change material is in a range from 50 degrees Celsius to 80 degrees Celsius. This allows a particularly efficient and therefore efficient operation of the temperature control device.
Um die Temperiereinrichtung besonders effizient und somit wirkungsgradgünstig betreiben zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Temperiereinrichtung ein insbesondere zusätzlich zu dem ersten Expansionsventil und zusätzlich zu dem zweiten Expansionsventil vorgesehenes, drittes Expansionsventil aufweist, welches in dem ersten Schaltzustand, vorzugsweise bezogen auf die Schaltzustände ausschließlich in dem ersten Schaltzustand, seriell zu dem Wärmespeicher derart geschaltet ist, dass in dem ersten Schaltzustand das dritte Expansionsventil stromab der ersten Verbindungsstelle und stromauf der zweiten Verbindungsstelle angeordnet ist. Mittels des dritten Expansionsventils kann der zuvor genannte, in dem ersten Schaltzustand den Wärmespeicher durchströmende dritte Teilmassenstrom des Kältemittels eingestellt und expandiert werden. Dabei können die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem ersten Expansionsventil und zu dem zweiten Expansionsventil ohne Weiteres auch auf das dritte Expansionsventil übertragen werden und umgekehrt.In order to be able to operate the temperature control device particularly efficiently and thus with a favorable efficiency, a further embodiment of the invention provides that the temperature control device has a third expansion valve, which is provided in particular in addition to the first expansion valve and in addition to the second expansion valve, which in the first switching state, preferably based on the switching states exclusively in the first switching state, is connected in series with the heat accumulator in such a way that in the first switching state the third expansion valve is arranged downstream of the first connection point and upstream of the second connection point. The third expansion valve can be used to adjust and expand the aforementioned third partial mass flow of the coolant flowing through the heat accumulator in the first switching state. The previous and following statements on the first expansion valve and the second expansion valve can also be easily transferred to the third expansion valve and vice versa.
Um einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit effizienten Betrieb der Temperiereinrichtung realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem ersten Schaltzustand das dritte Expansionsventil seriell zu dem Wärmespeicher derart geschaltet ist, dass in dem ersten Schaltzustand das dritte Expansionsventil stromab des Wärmespeichers und stromauf der zweiten Verbindungsstelle angeordnet ist.In order to be able to realize a particularly efficient and thus efficient operation of the temperature control device, it is provided in a further embodiment of the invention that in the first switching state the third expansion valve is connected in series with the heat accumulator in such a way that in the first switching state the third expansion valve is arranged downstream of the heat accumulator and upstream of the second connection point.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Temperiereinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a method for operating a temperature control device according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are described as advantages and advantageous embodiments designs of the second aspect of the invention and vice versa.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine Temperiereinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.A third aspect of the invention relates to a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle and preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, which has at least one temperature control device according to the first aspect of the invention.
Beispielsweise ist das dritte Expansionsventil auch dann strömungstechnisch seriell zu dem Wärmespeicher angeordnet, wenn mittels der Zusatzpumpe das Kältemittel durch den Wärmespeicher hindurch gefördert wird. Insbesondere ist es denkbar, dass in dem dritten Schaltzustand der Ventileinrichtung das dritte Expansionsventil strömungstechnisch seriell zu dem Wärmespeicher angeordnet ist, insbesondere derart, dass in dem dritten Schaltzustand das dritte Expansionsventil stromab der Abgriffstelle und stromauf der Einleitstelle und dabei insbesondere stromab der Abgriffstelle und stromauf des Wärmespeichers angeordnet ist, insbesondere bezogen auf eine erste Strömungsrichtung, in die in dem dritten Schaltzustand das Kältemittel von der Abgriffstelle zu der Einleitstelle strömt und dabei den Wärmespeicher und auch das dritte Expansionsventil durchströmt. Die erste Strömungsrichtung ist beispielsweise entgegengesetzt zu einer zweiten Strömungsrichtung, in die das Kältemittel in dem ersten Schaltzustand der Ventileinrichtung von der ersten Verbindungsstelle zu der zweiten Verbindungsstelle strömt und dabei durch den Wärmespeicher und auch durch das dritte Expansionsventil hindurchströmt.For example, the third expansion valve is arranged in fluidic series with the heat accumulator even when the coolant is pumped through the heat accumulator by means of the additional pump. In particular, it is conceivable that in the third switching state of the valve device the third expansion valve is arranged in fluidic series with the heat accumulator, in particular such that in the third switching state the third expansion valve is arranged downstream of the tapping point and upstream of the inlet point and in particular downstream of the tapping point and upstream of the heat accumulator, in particular with respect to a first flow direction in which in the third switching state the coolant flows from the tapping point to the inlet point and in the process flows through the heat accumulator and also the third expansion valve. The first flow direction is, for example, opposite to a second flow direction in which the coolant flows in the first switching state of the valve device from the first connection point to the second connection point and in the process flows through the heat accumulator and also through the third expansion valve.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Temperiereinrichtung zum Temperieren zumindest eines Teilbereichs eines Kraftfahrzeugs; -
2 eine schematische Darstellung der Temperiereinrichtung, wobei sich eine Ventileinrichtung der Temperiereinrichtung in einem ersten Schaltzustand befindet; -
3 eine schematische Darstellung der Temperiereinrichtung, wobei sich die Ventileinrichtung in einem zweiten Schaltzustand befindet; -
4 eine schematische Darstellung der Temperiereinrichtung, wobei sich die Ventileinrichtung in einem dritten Schaltzustand befindet; -
5 eine schematische Darstellung der Temperiereinrichtung, wobei sich die Ventileinrichtung in einem vierten Schaltzustand befindet; und -
6 ein Phasendiagramm eines Kältemittels, welches einen Kältemittelkreislauf der Temperiereinrichtung bei einem Verfahren zum Betreiben der Temperiereinrichtung durchströmt.
-
1 a schematic representation of a tempering device for tempering at least a partial area of a motor vehicle; -
2 a schematic representation of the tempering device, wherein a valve device of the tempering device is in a first switching state; -
3 a schematic representation of the temperature control device, wherein the valve device is in a second switching state; -
4 a schematic representation of the temperature control device, wherein the valve device is in a third switching state; -
5 a schematic representation of the temperature control device, wherein the valve device is in a fourth switching state; and -
6 a phase diagram of a refrigerant which flows through a refrigerant circuit of the temperature control device in a method for operating the temperature control device.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with identical reference symbols.
Der Kältemittelkreislauf 7 weist einen von dem Kältemittel durchströmbaren Verdichterstrang 9 auf. In dem Verdichterstrang 9 ist ein Kältemittelverdichter 11 angeordnet, mittels welchem das Kältemittel gefördert und verdichtet werden kann. In dem genannten Betrieb und somit bei dem Verfahren wird beispielsweise das Kältemittel mittels des Kältemittelverdichters 11 gefördert und verdichtet. Insbesondere sind der Kältemittelverdichter 11 und somit zumindest ein Teil des Verdichterstrangs 9 von einem durch das Kältemittel gebildeten Verdichterstrom durchströmbar, wobei der Verdichterstrom ein Massenstrom des den Kältemittelverdichter 11 durchströmenden Kältemittels ist. Beispielsweise ist oder umfasst der Verdichterstrom zumindest oder ausschließlich einen als Massenstrom des Kältemittels ausgebildeten Gesamtmassenstrom des Kältemittels, welcher im Folgenden noch näher erläutert wird.The
Der Kältemittelkreislauf 7 weist einen strömungstechnisch seriell zu dem Verdichterstrang 9 geschalteten und vorliegend von dem Verdichterstrang 9 an einer Abzweigstelle A abzweigenden und dadurch von einem ersten Teilmassenstrom des Kältemittels durchströmbaren Kondensatorstrang 12 auf. In dem Kondensatorstrang 12 ist ein auch als Verflüssiger bezeichneter Kondensator 14 angeordnet, mittels welchem der erste Teilmassenstrom, mithin das den Kondensatorstrang 12 durchströmende Kältemittel kondensiert, mithin verflüssigt, werden kann oder wird. Außerdem ist in dem Kondensatorstrang 12 stromab des Kondensators 14 ein erstes Expansionsventil 15 angeordnet, mittels welchem der erste Teilmassenstrom einstellbar ist. Außerdem ist oder wird mittels des Expansionsventils 15 der erste Teilmassenstrom, mithin das den Kondensatorstrang 12 durchströmende Kältemittel expandierbar oder expandiert.The
Der Kältemittelkreislauf 7 weist außerdem einen strömungstechnisch parallel zu dem Kondensatorstrang 12 und strömungstechnisch seriell zu dem Verdichterstrang 9 geschalteten und vorliegend von dem Verdichterstrang 9 an der Abzweigstelle A abzweigenden und dadurch von einem zweiten Teilmassenstrom des Kältemittels durchströmbaren Umgehungsstrang 16 auf. Da sowohl der Umgehungsstrang 16 als auch der Kondensatorstrang 12 an der Abzweigstelle A von dem Verdichterstrang 9 abzweigen, ist die Abzweigstelle A eine Gesamt-Abzweigstelle.The
In dem Umgehungsstrang 16 ist ein zusätzlich zu dem Expansionsventil 15 vorgesehenes, zweites Expansionsventil 18 angeordnet, mittels welchem der zweite Teilmassenstrom einstellbar ist. Außerdem ist oder wird mittels des Expansionsventils 18 der zweite Teilmassenstrom, mithin das den Umgehungsstrang 16 durchströmende Kältemittel, expandierbar oder expandiert. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass bei dem Verfahren in dem Verdichterstrang 9, in dem Kondensatorstrang 12 und in dem Umgehungsstrang 16, insbesondere in dem gesamten Kältemittelkreislauf 7, ein Verdampfen des Kältemittels mittels eines Verdampfers unterbleibt. Der Verdichterstrang 9, der Kondensatorstrang 12 und der Umgehungsstrang 16 werden auch als Stränge bezeichnet. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stränge frei von einem Verdampfer zum gezielten Verdampfen des Kältemittels.In the
Der Kondensatorstrang 12 und der Umgehungsstrang 16 sind an, insbesondere genau, einer Mischstelle M des Kältemittelkreislaufs 7 zusammengeführt, sodass an der Mischstelle M der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom zu dem Gesamtmassenstrom zusammenführbar und dadurch miteinander zu mischen sind, mithin bei dem Verfahren zusammengeführt und dadurch miteinander vermischt oder gemischt werden. Der Gesamtmassenstrom kann, insbesondere von der Mischstelle M, in den Verdichterstrang 9 eingeleitet werden und somit einströmen und in der Folge den Verdichterstrang 9 und somit den Kältemittelverdichter 11 durchströmen. Mit anderen Worten kann der Gesamtmassenstrom insbesondere ausgehend von der Mischstelle M dem Kältemittelverdichter 11 zugeführt werden und somit den Kältemittelverdichter 11 durchströmen. Somit ist oder umfasst der Verdichterstrom zumindest den Gesamtmassenstrom. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass der Verdichterstrom zumindest in einem ersten Betriebszustand der Temperiereinrichtung 6 ausschließlich den Gesamtmassenstrom umfasst und somit ausschließlich durch den Gesamtmassenstrom gebildet wird. Ferner ist es denkbar, dass, insbesondere in einen zweiten Betriebszustand der Temperiereinrichtung 6, der Verdichterstrom den Gesamtmassenstrom und wenigstens oder genau einen weiteren Teilmassenstrom des Kältemittels umfasst und somit durch den Gesamtmassenstrom und durch den weiteren Teilmassenstrom des Kältemittels gebildet wird und dabei insbesondere ausschließlich den Gesamtmassenstrom und den weiteren Teilmassenstrom umfasst.The
Mittels einer in
Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 19 werden bei dem Verfahren ein zweiter Druck und eine zweite Temperatur des Kältemittels, insbesondere des Verdichterstroms, stromab des Kältemittelverdichters 11, stromauf des Kondensators 14 und stromauf der Expansionsventile 15 und 18 ermittelt. Bei dem in
Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 19 werden ein dritter Druck und eine dritte Temperatur des Kältemittels, insbesondere des ersten Teilmassenstroms, in dem Kondensatorstrang 12 stromab des Kondensators 14 und stromauf des ersten Expansionsventils 15 ermittelt, welches bei dem in
Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 19 werden die Expansionsventile 15 und 18 in Abhängigkeit von den ermittelten Temperaturen und in Abhängigkeit von den ermittelten Drücken angesteuert, wodurch der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom in Abhängigkeit von den ermittelten Temperaturen und in Abhängigkeit von den ermittelten Drücken eingestellt werden. Hierdurch wird ein auch als Mischungsverhältnis bezeichnetes Mischverhältnis eingestellt, gemäß welchem der erste Teilmassenstrom und der zweite Teilmassenstrom miteinander gemischt oder vermischt werden, woraus der Gesamtmassenstrom resultiert. Insbesondere ist oder beschreibt das Mischverhältnis einen auch als Mischquotient bezeichneten Quotienten, wobei der Mischquotient in seinem Zähler beispielsweise den ersten Teilmassenstrom aufweist, und wobei der Mischquotient beispielsweise in seinem Nenner den zweiten Teilmassenstrom aufweist. Der erste Teilmassenstrom wird beispielsweise mit m1 bezeichnet, und der zweite Teilmassenstrom wird beispielsweise mit m2 bezeichnet. Das Mischverhältnis wird beispielsweise mit Φ bezeichnet. Somit gilt beispielsweise:
Durch Ansteuern des Expansionsventils 15 kann beispielsweise ein von dem ersten Teilmassenstrom durchströmbarer, erster Strömungsquerschnitt des ersten Expansionsventils 15 eingestellt, das heißt verändert werden. Beispielsweise weist das Expansionsventil 15 einen ersten, insbesondere elektrisch betreibbaren, Aktor auf, mittels welchem der erste Strömungsquerschnitt eingestellt werden kann. Beispielsweise weist das Expansionsventil 18 einen von dem zweiten Teilmassenstrom durchströmbaren, zweiten Strömungsquerschnitt auf, welcher durch Ansteuern des Expansionsventils 18 eingestellt, das heißt verändert, werden kann. Beispielsweise weist das Expansionsventil 18 einen insbesondere elektrisch betreibbaren, zweiten Aktor auf, mittels welchem der zweite Strömungsquerschnitt eingestellt werden kann. Die elektronische Recheneinrichtung 19 steuert beispielsweise die Aktoren in Abhängigkeit von den ermittelten Drücken und in Abhängigkeit von den ermittelten Temperaturen an, um dadurch die Strömungsquerschnitte und in der Folge die Teilmassenströme und somit das Mischungsverhältnis Φ einzustellen.By controlling the
In
Um nun einen besonders effizienten Betrieb der Temperiereinrichtung 6 realisieren zu können, weist die Temperiereinrichtung 6 einen zum Speichern von Wärme ausgebildeten Wärmespeicher 17 auf, welcher vorliegend als ein Latentwärmespeicher ausgebildet ist und somit wenigstens oder genau ein Phasenwechselmaterial zum Speichern der Wärme aufweist. Der Wärmespeicher 17 weist einen Eingangsbereich EB mit wenigstens oder genau zwei Eingängen, nämlich einem ersten Eingang E1 und einem zweiten Eingang E2 auf. Des Weiteren weist der Wärmespeicher 17 einen Ausgangsbereich AB mit wenigstens oder genau zwei Ausgängen, nämlich einem ersten Ausgang A1 und einem zweiten Ausgang A2 auf. Über den Eingangsbereich EB ist dem Wärmespeicher 17 das Kältemittel zuführbar, sodass wahlweise Wärme aus dem dem Wärmespeicher 17 über den Eingangsbereich EB zugeführten und den Wärmespeicher 17 durchströmenden Kältemittel in den Wärmespeicher 17 einspeicherbar oder Wärme aus dem Wärmespeicher 17 auf das dem Wärmespeicher 17 über den Eingangsbereich EB zugeführte und den Wärmespeicher 17 durchströmenden Kältemittel übertragbar ist. Über den Ausgangsbereich AB kann das über den Eingangsbereich EB dem Wärmespeicher 17 zugeführte Kältemittel, nachdem es den Wärmespeicher 17 durchströmt hat und dabei von dem Eingangsbereich EB zu dem Ausgangsbereich AB geströmt ist, von dem Wärmespeicher 17 abgeführt werden.In order to be able to implement particularly efficient operation of the
Ferner ist erkennbar, dass dem Wärmespeicher 17 vier von dem Kältemittel durchströmbare Zweige Z1, Z2, Z und Z4 zugeordnet sind. Die Zweige Z1 und Z3 sind an den Eingangsbereich EB angeschlossen, mithin fluidisch mit dem Eingangsbereich EB verbunden, vorliegend derart, dass der Zweig Z1 an den Eingang E1 und der Zweig Z3 an den Eingang E2 angeschlossen ist. Die Zweige Z2 und Z4 sind an den Ausgangsbereich AB angeschlossen, mithin fluidisch mit dem Ausgangsbereich AB verbunden, vorliegend derart, dass der Zweig Z2 an den Ausgang A1 und der Zweig Z4 an den Ausgang A2 angeschlossen ist. Somit kann über den Zweig Z1 das den Zweig Z1 durchströmende Kältemittel dem Eingang E1 zugeführt und über den Eingang E1 dem Wärmespeicher 17 zugeführt und in den Wärmespeicher 17 eingeleitet werden. Über den Zweig Z3 das den Zweig Z3 durchströmende Kältemittel dem Eingang E2 zugeführt und über den Eingang E2 dem Wärmespeicher 17 zugeführt und in den Wärmespeicher 17 eingeleitet werden. Über den Ausgang A1 kann das Kältemittel, nachdem es den Wärmespeicher 17 durchströmt hat und von dem Eingang E1 zu dem Ausgang A1 geströmt ist, aus dem Wärmespeicher 17 ausgeleitet und in den Zweig Z2 eingeleitet werden, sodass das in den Zweig Z2 eingeleitete Kältemittel über den Zweig Z2 von dem Wärmespeicher 17 abgeführt werden kann. Über den Ausgang A2 kann das Kältemittel, nachdem es den Wärmespeicher 17 durchströmt hat und von dem Eingang E2 zu dem Ausgang A2 geströmt ist, aus dem Wärmespeicher 17 ausgeleitet und in den Zweig Z4 eingeleitet werden, sodass das in den Zweig Z4 eingeleitete Kältemittel über den Zweig Z4 von dem Wärmespeicher 17 abgeführt werden kann.It can also be seen that the
Die Temperiereinrichtung 6 umfasst außerdem eine Ventileinrichtung 27, welche vorliegend wenigstens oder genau zwei Ventile, nämlich ein erstes Ventil 28 und ein zweites Ventil 29, aufweist. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist das jeweilige Ventil 28, 29 als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet.The
Die Ventileinrichtung 27 ist zwischen einem in
In dem zweiten Schaltzustand ist mittels der Ventileinrichtung 27 der Wärmespeicher 17 derart mit dem Kältemittelkreislauf 7 verschaltet, dass in dem zweiten Schaltzustand der Wärmespeicher 17 an einer stromauf des Kältemittelverdichters 11 angeordneten, dritten Verbindungsstelle V3, welche in dem Kältemittelkreislauf 7 stromab des ersten Expansionsventils 15 und stromab des zweiten Expansionsventils 18 angeordnet ist, und an einer stromab der dritten Verbindungsstelle V3 und stromauf des Kältemittelverdichters 11 in dem Kältemittelkreislauf 7, insbesondere in dem Verdichterstrang 9, angeordneten, vierten Verbindungsstelle V4 fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf 7 verbunden ist, wodurch dem Wärmespeicher 17 in dem zweiten Schaltzustand über den Eingangsbereich EB, insbesondere über den Eingang E2, zumindest ein Teil des Gesamtmassenstroms, insbesondere der gesamte Gesamtmassenstrom, von der dritten Verbindungsstelle V3 zuführbar ist und das über den Ausgangsbereich AB, insbesondere den Ausgang A2, von dem Wärmespeicher 17 abgeführte Kältemittel an der vierten Verbindungsstelle V4 in den Kältemittelkreislauf 7, insbesondere in den Verdichterstrang 9, einleitbar ist.In the second switching state, the
Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die dritte Verbindungsstelle V3 mit der zweiten Verbindungsstelle V2 und/oder mit der Mischstelle M zusammenfällt. Vorliegend ist es jedoch vorgesehen, dass die dritte Verbindungsstelle V3 stromab der Mischstelle M und insbesondere stromauf der zweiten Verbindungsstelle V2 angeordnet ist. Ferner wäre es denkbar, dass die Verbindungsstelle V3 stromauf der Mischstelle M und stromab des Expansionsventils 18 in dem Umgehungsstrang 16 angeordnet ist, oder es wäre denkbar, dass die Verbindungsstelle V3 stromab des Expansionsventils 15 und stromauf der Mischstelle M in dem Kondensatorstrang 12 angeordnet ist.In principle, it would be conceivable for the third connection point V3 to coincide with the second connection point V2 and/or with the mixing point M. In the present case, however, it is provided that the third connection point V3 is arranged downstream of the mixing point M and in particular upstream of the second connection point V2. Furthermore, it would be conceivable for the connection point V3 to be arranged upstream of the mixing point M and downstream of the
Beispielsweise kann in dem ersten Schaltzustand dem Wärmespeicher 17 über den Eingang E1 von der Verbindungsstelle V1 ein dritter Teilmassenstrom des Kältemittels zugeführt werden. An der Verbindungsstelle V2 wird der dritte Teilmassenstrom in den Kältemittelkreislauf 7 eingeleitet und dadurch mit dem Gesamtmassenstrom vermischt, wodurch der Verdichterstrom den Gesamtmassenstrom und den dritten Teilmassenstrom und somit den ersten Teilmassenstrom und den zweiten Teilmassenstrom und den dritten Teilmassenstrom umfasst, insbesondere derart, dass der Verdichterstrom ausschließlich durch den ersten Teilmassenstrom, den zweiten Teilmassenstrom und den dritten Teilmassenstrom gebildet wird. Somit ist beispielsweise der dritte Teilmassenstrom der zuvor genannte, weitere Teilmassenstrom.For example, in the first switching state, a third partial mass flow of the coolant can be supplied to the
Es ist erkennbar, dass der Zweig Z1 an der Verbindungstelle V1, der Zweig Z2 an der Verbindungsstelle V2, der Zweig Z3 an der Verbindungsstelle V3 und der Zweig Z4 an der Verbindungsstelle V4 an den Kältemittelkreislauf 7 angeschlossen ist, und zwar sowohl in dem ersten Schaltzustand als auch in dem zweiten Schaltzustand. In dem ersten Schaltzustand ist der Eingang E1 über den Zweig Z1 an der Verbindungsstelle V1 fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf 7 verbunden, und in dem ersten Schaltzustand ist der Ausgang A1 über den Zweig Z2 an der Verbindungstelle V2 fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf 7 verbunden. In dem ersten Schaltzustand sind der Zweig Z3 und dadurch der Eingang E2 mittels der Ventileinrichtung 27, insbesondere mittels des Ventils 28, fluidisch von dem Kältemittelkreislauf 7 getrennt, und in dem ersten Schaltzustand sind der Zweig Z4 und dadurch der Ausgang A2 mittels der Ventileinrichtung 27, insbesondere mittels des Ventils 29, fluidisch von dem Kältemittelkreislauf 7 getrennt, sodass in dem ersten Schaltzustand kein Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 7 von der Verbindungsstelle V3 über den Wärmespeicher 17 zu der Verbindungsstelle V4 oder umgekehrt strömen kann.It can be seen that branch Z1 is connected to the
In dem zweiten Schaltzustand ist der Eingang E2 über den Zweig Z3 und vorliegend auch über die Ventileinrichtung 27, insbesondere über das Ventil 28, an der Verbindungsstelle V3 fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf 7 verbunden, und in dem zweiten Schaltzustand ist der Ausgang A2 über den Zweig Z4 und vorliegend auch über die Ventileinrichtung 27, insbesondere das Ventil 29, an der Verbindungstelle V4 fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf 7 verbunden. In dem zweiten Schaltzustand sind der Zweig Z2 und dadurch der Ausgang A1 mittels der Ventileinrichtung 27, insbesondere mittels des Ventils 28, fluidisch von dem Kältemittelkreislauf 7 getrennt, sodass in dem zweiten Schaltzustand kein Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 7 von der Verbindungsstelle V1 über den Wärmespeicher 17 zu der Verbindungsstelle V2 oder umgekehrt strömen kann.In the second switching state, the inlet E2 is fluidically connected to the
Die Temperiereinrichtung 6 umfasst bei dem in
Die vorigen und folgenden, mit „stromauf“ und „stromab“ beschriebenen Anordnungen der Komponenten wie beispielsweise des Kältemittelverdichters 11, des Kondensators 14, des Expansionsventils 15, des Expansionsventils 18, der Mischstelle M und den Verbindungsstellen V1, V2, V3 und V4 in dem Kältemittelkreislauf 7 beziehen sich auf eine auch als Betriebsrichtung bezeichnete Strömungsrichtung des Kältemittels, welches in dem ersten Schaltzustand und in dem zweiten Schaltzustand durch den Kältemittelkreislauf 7 und somit durch die genannten Komponenten hindurchströmt. Mit anderen Worten strömt das Kältemittel in die Betriebsrichtung durch den Kältemittelkreislauf 7 und somit durch die genannten Komponenten hindurch, wenn mittels des Kältemittelverdichters 11 das Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf 7 hindurch gefördert wird, während sich die Ventileinrichtung 27 wahlweise in dem ersten Schaltzustand oder in dem zweiten Schaltzustand befindet. Die Betriebsrichtung ist beispielsweise in
Aus
Durch Verwendung des Wärmespeichers 17 und dadurch, dass der Wärmespeicher 17 wahlweise Wärme aus dem Kältemittel aufnehmen kann, insbesondere in dem ersten Schaltzustand, oder in dem Wärmespeicher 17 gespeicherte Wärme an das Kältemittel abgeben kann, insbesondere in dem zweiten Schaltzustand, können beispielsweise die Temperaturen und somit die Enthalpie des Kältemittels besonders bedarfsgerecht und vorteilhaft beeinflusst, insbesondere verändert, werden, ohne den Kältemittelverdichter 11 übermäßig unterschiedlich betreiben zu müssen. Mit anderen Worten kann der Kältemittelverdichter 11 in einem besonders wirkungsgradgünstigen Betriebspunkt, insbesondere in dem gleichen wirkungsgradgünstigen Betriebspunkt, betrieben werden, um den Verflüssiger mit unterschiedlichen Leistungen betreiben oder versorgen zu können.By using the
Aus
In
In
Um nun auch einen besonders robusten Betrieb der Temperiereinrichtung 6 realisieren und dabei insbesondere den Kältemittelverdichter 11 vor einer unerwünschten Beschädigung schützen zu können, weist die Temperiereinrichtung 6 eine zusätzlich zu dem Kältemittelverdichter 11 vorgesehene Zusatzpumpe 39 auf, welche insbesondere als eine elektrische Pumpe ausgebildet ist. Mittels der Zusatzpumpe 39 zu kann das Kältemittel durch den Wärmespeicher 17 hindurch gefördert werden, während der Kältemittelverdichter 11 deaktiviert ist. Der Kondensatorstrang 12 und der Umgehungsstrang 16 werden zusammenfassend auch als Förderstränge bezeichnet, wobei mittels der Zusatzpumpe 39 das Kältemittel durch den Wärmespeicher 17 und beispielsweise auch durch wenigstens oder genau einen der Förderstränge, insbesondere durch den Umgehungsstrang 16, hindurch gefördert werden kann, während der Kältemittelverdichter 11 deaktiviert ist.In order to realize particularly robust operation of the
Die Ventileinrichtung 27 ist in einen in
In dem dritten Schaltzustand sind die Zusatzpumpe 39 und somit beispielsweise der Pumpenzweig 37 mittels der Ventileinrichtung 27 derart mit dem Kältemittelkreislauf 7 und mit dem Wärmespeicher 17, insbesondere mit dem Zweig Z2, verschaltet, dass in dem dritten Schaltzustand der Wärmespeicher 17 und die in dem dritten Schaltzustand seriell zu dem Wärmespeicher 17 geschaltete Zusatzpumpe 39 an einer bezogen auf die Betriebsrichtung stromauf des Kältemittelverdichters 11 in dem Kältemittelkreislauf 7 angeordneten Abgriffstelle AS, welche in dem Kältemittelkreislauf 7 bezogen auf die Betriebsrichtung stromab des ersten Expansionsventils 15 und/oder stromab des zweiten Expansionsventils 18 angeordnet ist, und an einer bezogen auf die Betriebsrichtung stromab des Kältemittelverdichters 11, stromauf des Kondensatorstrangs 12 und stromauf des Umgehungsstrangs 16 in dem Kältemittelkreislauf 7 angeordneten Einleitstelle ES fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden sind, wodurch mittels der Zusatzpumpe 39 in dem dritten Schaltzustand das Kältemittel unter Umgehung des Kältemittelverdichters 11 von der Abgriffstelle AS zu der Einleitstelle ES förderbar und dadurch durch den Wärmespeicher 17 unter Umgehung des Kältemittelverdichters 11 hindurchförderbar ist, während der Kältemittelverdichter 11 deaktiviert ist.In the third switching state, the
Beispielsweise sind in dem dritten Schaltzustand der Ventileinrichtung 27 der Wärmespeicher 17 und die in dem dritten Schaltzustand strömungstechnisch seriell zu dem Wärmespeicher 17 geschaltete Zusatzpumpe 39 seriell zu dem Kondensatorstrang 12 und/oder seriell zu dem Umgehungsstrang 16 geschaltet.For example, in the third switching state of the
In
Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die Abgriffstelle AS mit der Verbindungsstelle V3 zusammenfällt. Außerdem ist es vorliegend vorgesehen, dass die Einleitstelle ES mit der Verbindungsstelle V1 zusammenfällt. Außerdem ist erkennbar, dass in dem dritten Schaltzustand an der Abgriffstelle AS zumindest ein Teil des Kältemittels, insbesondere das gesamte Kältemittel, aus dem Kältemittelkreislauf 7 abgezweigt und in den auch als Pumpenstrang bezeichneten Pumpenzweig 37 eingeleitet und somit zu der Pumpe 35 geleitet wird, und in dem dritten Schaltzustand wird das den Pumpenzweig 37 und somit die Zusatzpumpe 39 und auch den Wärmespeicher 17 durchströmende Kältemittel an der Einleitstelle ES (wieder) in den Kältemittelkreislauf 7 eingeleitet und dabei insbesondere aus dem Zweig Z1 ausgeleitet. Außerdem ist erkennbar, dass in dem ersten Schaltzustand das Kältemittel in die erste Strömungsrichtung durch den Zweig Z2 und durch den Zweig Z1 hindurchströmt. In dem dritten Schaltzustand strömt das Kältemittel in die der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzte, zweite Strömungsrichtung durch den Zweig Z2 und den Zweig Z1 hindurch. Bezogen auf die erste Strömungsrichtung ist in dem ersten Schaltzustand das Expansionsventil 30 stromab der Verbindungsstelle V1 und stromauf der Verbindungsstelle V2 und dabei stromab des Wärmespeichers 17 und stromauf der Verbindungsstelle V2 angeordnet. Bezogen auf die zweite Strömungsrichtung ist in dem dritten Schaltzustand das Expansionsventil 30 stromab der Abgriffstelle AS und dabei stromab der Verbindungsstelle V3 und stromauf der Einleitstelle ES und dabei stromauf der Verbindungsstelle V1 angeordnet, insbesondere derart, dass bezogen auf die zweite Strömungsrichtung in dem dritten Schaltzustand das Expansionsventil 30 stromab der Abgriffstelle AS beziehungsweise stromab der Verbindungsstelle V3 und stromauf des Wärmespeichers 17 angeordnet ist.In the embodiment shown in the figures, it is provided that the tapping point AS coincides with the connection point V3. In addition, it is provided here that the introduction point ES coincides with the connection point V1. It can also be seen that in the third switching state at the tapping point AS at least part of the coolant, in particular all of the coolant, is branched off from the
In den Fig. sind nicht von dem Kältemittel durchströmte Teile der Temperiereinrichtung 6 durch gestrichelte Linien veranschaulicht, und von dem Kältemittel durchströmte Teile der Temperiereinrichtung 6 sind durch durchgezogene Linien veranschaulicht. Es ist erkennbar, dass in dem ersten Schaltzustand und in dem zweiten Schaltzustand das Kältemittel die Zusatzpumpe 39 umgeht, mithin nicht durch die Zusatzpumpe 39 hindurchströmt.In the figures, parts of the
Schließlich zeigt
Bezugszeichenlistelist of reference symbols
- 11
- PunktPoint
- 22
- PunktPoint
- 33
- PunktPoint
- 44
- PunktPoint
- 55
- PunktPoint
- 66
- Temperiereinrichtungtempering device
- 77
- Kältemittelkreislaufrefrigerant circuit
- 88
- Sammlercollectors
- 99
- Verdichterstrangcompressor train
- 1010
- PfeilArrow
- 1111
- Kältemittelverdichterrefrigerant compressor
- 1212
- Kondensatorstrangcapacitor bank
- 1414
- Kondensatorcapacitor
- 1515
- erstes Expansionsventilfirst expansion valve
- 1616
- Umgehungsstrangbypass line
- 1717
- Wärmespeicherheat storage
- 1818
- zweites Expansionsventilsecond expansion valve
- 1919
- elektronische Recheneinrichtungelectronic computing device
- 2020
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 2265453 B1 [0002]EP 2265453 B1 [0002]
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