用于機動車輛中的制冷回路的控制方法及控制回路與流程

技術領域

本發明涉及一種用于機動車輛中的制冷回路，該制冷回路具有一個制冷劑壓縮機，該制冷劑壓縮機在輸出側上連接到一條壓力管線并且在輸入側上連接到一條抽吸管線；具有至少一個冷凝器；具有至少一個調節膨脹閥；具有至少一個蒸發器并且具有至少一個內部熱交換器，其中該調節膨脹閥在該抽吸管線的一個檢測區中具有作為控制變量(e)的一個溫度t_E。

背景技術：

這種制冷回路是眾所周知的。在這種制冷回路的最簡單類型的結構中，壓力管線從壓縮機的輸出端、經過冷凝器延伸到膨脹閥的輸入端。在該膨脹閥中，壓力被降低，并且因此該抽吸管線被連接到該膨脹閥的輸出端，從而引導經過該蒸發器并且在壓縮機輸入端處終止。壓縮機改變了制冷劑在壓力和溫度方面的狀態。在這種情況下，因為蒸汽狀態的制冷劑高度過熱，所以壓縮機出口處的溫度高于冷凝器中的液化溫度。在冷凝器入口，制冷劑仍然處于高度過熱狀態。冷凝器向環境釋放熱量，因此制冷劑在冷凝器出口處是處于液體狀態。制冷劑具有特定的液化溫度和特定的液化壓力，這被稱為飽和溫度和飽和壓力。在冷凝器出口，液體過冷，即液體被冷卻到低于飽和溫度的溫度。在該膨脹閥中，制冷劑的狀態有進一步的變化。由于在這里進行的減壓，制冷劑開始沸騰。在蒸發器入口，現在存在著處于液體和蒸汽狀態的制冷劑的混合狀況。在蒸發器中，制冷劑現在吸收熱量，并且因此在蒸發器的出口是處于蒸汽狀態，并且以此方式被壓縮機吸入該抽吸管線中。為了避免損壞壓縮機，在蒸發器輸出端的制冷劑必須是處于過熱的氣態。一種確保制冷劑在蒸發器的輸出端處于過熱狀態的措施涉及將該膨脹閥作為調節膨脹閥的實施方案。在這種情況下，該膨脹閥在蒸發器的輸出端處具有作為控制變量的溫度t_E。如果制冷劑然后處于進一步高度過熱的狀態中，即處于高溫度t_E，則太少的制冷劑被注入蒸發器中，并且制冷劑的質量流量可能增加。相反，隨著探測器溫度相對于蒸發器輸出端處在過熱狀態下的溫度下降，閥開口變小。一種提高這種制冷回路的效率的措施涉及在壓力管線和抽吸管線中提供一個內部熱交換器。通過這個內部熱交換器，高壓下的冷卻的制冷劑被傳遞給該膨脹閥，并且過熱的膨脹的冷卻劑被傳遞給壓縮機。有待液化的制冷劑由此被進一步過冷，結果是在膨脹后制冷劑中液體的比例上升，并且因此更多的液體制冷劑可用于蒸發。內部熱交換器由此提高了制冷能力并且還提高了該制冷回路的效率。

效率的提高可以導致壓縮機的功耗減小。這進而具有的作用是：可以實現燃料消耗和排放量的減少。由于減小的功率需求，可實現可使用較小的壓縮機。

技術實現要素：

因此，本發明的目標是提供用于機動車輛中的制冷回路，該制冷回路提供了效率的進一步改善。

該目標通過如下方式實現：用于該調節膨脹閥的檢測區被安排在抽吸側的內部熱交換器的輸出端。這確保了在壓縮機輸入端只有氣態的制冷劑存在。另一方面，制冷劑還可在蒸發器輸出端仍以混合的/蒸汽的狀態存在。只有在穿過內部熱交換器之后，制冷劑才處于氣態。以這種方式，制冷劑可以在更大程度上被冷卻，由此使之能改進蒸發器中的熱量釋放，這進而對效率具有積極影響。此外，根據本發明的制冷回路確保了：因為制冷劑在整個蒸發器區都處于濕蒸汽相，所以制冷劑的冷卻能力被均勻地分布在整個蒸發器中。

在一個有利的實施方案中，該調節膨脹閥被實施為一個熱力膨脹閥(thermostatisches Expansionsventil)，該熱力膨脹閥通過作為該抽吸管線的一部分的一條控制管線而連接到該內部熱交換器的輸出端。

在第二個有利的實施方案中，該調節膨脹閥被實施為一個熱力膨脹閥，該熱力膨脹閥具有一個檢測器安排，該檢測器安排的檢測器被安排在該檢測區中。

附圖說明

本發明將在下文參照附圖予以更詳細地解釋，在這些附圖中：

圖1示出了根據本發明的一個示意性制冷劑回路；并且

圖2示出了根據圖1的一個制冷回路的簡化的壓力-焓圖。

具體實施方式

圖1示意性地示出了根據本發明的制冷回路并且現在參見圖2中的壓力-焓圖予以更詳細地解釋。制冷回路具有一條壓力管線4和一條抽吸管線6。壓力管線4在壓縮機8的輸出端開始。壓縮機8將制冷劑壓縮到一個液化壓力P_V，這在圖2中是由狀態變化A來表明的。制冷劑以液化壓力P_V被傳遞到冷凝器10，在該冷凝器中制冷劑釋放熱量，結果是該制冷劑在冷凝器10的輸出端是處于液態并且它具有液化溫度t_V。這種狀態變化在圖2中用B表示。

從冷凝器10開始，制冷劑被傳遞至內部熱交換器12，在該內部熱交換器中壓力管線4中的制冷劑向該抽吸管線6中的制冷劑釋放熱量，這由壓力-焓圖中的狀態變化C來表明。從內部熱交換器12開始，制冷劑以壓力P_V被傳遞到調節膨脹閥14。在對整個制冷回路進行說明之后，下面更詳細地解釋對膨脹閥14的調節控制。

在膨脹閥14中，存在制冷劑的狀態變化，從而使得壓力被降低到P₀，并且溫度下降到一個溫度t₀。然后制冷劑開始沸騰并且然后處于被稱為濕蒸汽區的區域內，這由圖2中狀態變化D來表明。

在膨脹閥14的輸出端，該抽吸管線6接著開始，在該抽吸管線中制冷劑被傳遞給蒸發器16，在蒸發器中制冷劑進一步被蒸發并且吸收熱量。不同于現有技術，這是在恒定的溫度t₀和恒定的壓力P₀下發生的。在蒸發器16的輸出端17，制冷劑仍然在濕蒸汽區中并且不像現有技術中慣常的那樣處于過熱狀態，其中溫度已升高了。蒸發器中的吸熱狀態在圖2中用E表示。然后制冷劑穿過內部熱交換器12，從而從壓力管線4中的制冷劑中吸收熱量并因此變得過熱，這由圖2中狀態變化F來表示。然后制冷劑經由該抽吸管線6、穿過該膨脹閥14而傳遞到壓縮機8的輸入端，由此完成了制冷回路2。

在當前情況下，該抽吸管線6的從內部熱交換器12的輸出端引導至膨脹閥14的部分也可以稱為該調節膨脹閥14的一條控制管線18。本身是已知的膨脹閥14的構造方式是使得它在溫度t_E＝t₀+t_x下被打開，這種打開以及因此該制冷劑的質量流量同樣隨t_x的升高而增大。

當然，還可實現直接從內部熱交換器12到壓縮器8來布置該抽吸管線6，其中一個適當的檢測器安排被提供在內部熱交換器12的輸出端，所述檢測器安排尤其以一種適當的方式將熱交換器的輸出端處的溫度t_E傳遞至該調節膨脹閥14。