制冷剂回路的制作方法

本发明涉及一种尤其用于机动车的制冷剂回路，该制冷剂回路具有热交换器，并且制冷剂、尤其是r744在运行中在该制冷剂回路中循环。

背景技术：

1、为了对内部空间进行温度控制，可以使用由制冷剂在运行中循环经过的回路。热交换器通常整合在这样的制冷剂回路中。当穿流热交换器时，会在制冷剂与环境之间、在要向内部空间输送的空气与同制冷剂流体分隔的另一温度控制流体(例如冷却剂)之间进行热传递，以达到温度控制的目的。如果在使用制冷剂回路的应用中至少部分是电运行的，则就需要减少用于温度控制的电消耗。以机动车应用为例，降低电消耗可例如增加至少部分电运行的机动车的行驶里程。

2、为了实现该目的，可以想到：以热泵的方式运行制冷剂回路、尤其是其中一个热交换器，以将热从环境传递给制冷剂。

3、总体而言，这促使了制冷剂回路的不同运行模式，其中，在不同运行模式下，会有选择地且以不同的方式穿流制冷剂回路以及尤其是热交换器。为了实现不同运行模式，可以释放和阻拦经过制冷剂回路的相应的流动。

技术实现思路

1、本发明的任务是为开篇提及类型的制冷剂回路提供一个尤其消除了现有技术中的缺点的、经改进的或至少是不同的实施方式。尤其地，本发明的任务是为制冷剂回路提供一个经改进的或至少是不同的实施方式，其突出之处在于简化了实现过程，同时提高了效率。

2、根据本发明，通过独立权利要求1的主题来解决这一任务。从属权利要求的主题是有利的实施方式。

3、因此，本发明的总体思路是，为了控制通过制冷剂回路的不同流动且因此为了实现制冷剂回路的不同运行模式，在制冷剂在运行中在其中循环且在其中整合有热交换器的制冷剂回路中使用组合阀，该组合阀对制冷剂到制冷剂回路中的分配进行调节。与使用多个单独的阀相比，使用组合阀意味着只需对一个阀进行调整即可实现不同运行模式。这不仅简化了实现过程，还提高了制冷剂回路的效率。当制冷剂在压力升高的情况下在制冷剂回路中循环时，与使用多个阀相比，使用组合阀还意味着密封措施的简化及更有效地实现这些措施。因此，除了实现过程的简化外，还可以借助于组合阀更简单、更有效地避免因密封措施不当而引起的意外的流动，从而最终实现制冷剂回路效率的提高。

4、根据本发明的构思，制冷剂在运行中在制冷剂回路中循环。制冷剂回路(下文也被简称为回路)还具有热交换器，借助于该热交换器来与制冷剂热传递。制冷剂回路具有用于制冷剂与环境、尤其与环境空气热传递的热交换器，下文也将其称为外部热交换器。此外，回路中还具有用于借助于以流体分隔的方式流过热交换器的温度控制流体(例如冷却剂)来与制冷剂进行热传递的热交换器。这种热交换器的功能类似于所谓的“冷却器(chiller)”，下文也被称为冷却器热交换器或简称为冷却器。另一热交换器用于制冷剂与要向内部空间输送的空气的热传递。热交换器作为蒸发器尤其用于冷却空气，从而用于将热传递至制冷剂。这种热交换器在下文中也被称为蒸发器热交换器。另一热交换器也用于制冷剂与要向内部空间输送的空气的热交换，且其功能与气冷器类似。这种热交换器在下文中也被称为气冷器热交换器或简称为气冷器。气冷器热交换器尤其用于加热空气，从而冷却制冷剂。各个热交换器均具有用于使制冷剂进入热交换器的进入端和用于使制冷剂排出热交换器的排出端。回路的压缩机在运行中压缩制冷剂，以使制冷剂在回路中循环。回路还有组合阀，该组合阀通过压缩机压力侧的输入端与压缩机流体连接，以使借助于压缩机压缩的制冷剂流向第一输入端。组合阀的这个输入端在下文中也被称为第一输入端。组合阀具备带有至少一个阀体的阀体组件。此外，组合阀还具有壳体，阀体组件以能调整的方式布置在该壳体中。在此，组合阀被配置成使得阀体组件在各从属的位置上释放或阻拦制冷剂向其中至少三个热交换器的流动，从而借助于组合阀将制冷剂分配到制冷剂回路中。

5、因此，制冷剂向回路中的分配以及由此制冷剂回路不同运行模式的实现至少部分地、优选全部借助于组合阀来完成。

6、有利地，制冷剂是含有二氧化碳的制冷剂。尤其地，制冷剂可以是二氧化碳或r744。因此，制冷剂具有潜在低的蒸发温度。因此，即使在环境温度低的情况下，制冷剂回路也能以高效的方式运行，尤其是借助于作为热泵的外部热交换器从环境中吸收热量。这就提高了效率。同时，由于所需的运行压力增加导致组合阀以及尤其是单个阀所需的更严格的密封措施能够得以实现。这就简化了实现过程，同时提高了效率。

7、适当地，回路具有流体连接部，这些流体连接部把压缩机与组合阀连接起来、把组合阀与热交换器的进入端和排出端连接起来以及把热交换器彼此连接起来。

8、有利地，组合阀除了具有第一输入端外，还具有用于向组合阀输入制冷剂的至少一个另外的输入端。

9、适当地，除了具有至少一个输入端外，组合阀还具有用于排出流入组合阀的制冷剂的至少两个输出端。

10、有利地，组合阀的输入端和输出端布置或构造在共同的壳体上。

11、在优选实施方式中，组合阀具有三个输入端和四个输出端。也就是说，除了具有第一输入端之外，组合阀还具有另外两个输入端，即第二输入端和第三输入端。

12、第二输入端与气冷器热交换器的排出端流体连接。第三输入端与外部热交换器的排出端流体连接。第一输出端与气冷器热交换器的进入端流体连接。第二输出端与外部热交换器的进入端流体连接。第三输出端与蒸发器热交换器的进入端流体连接。第四输出端与压缩机在压缩机的吸入侧流体连接。

13、有利地，组合阀的输入端分别配属于组合阀的至少一个输出端，反之亦然。在此优选的是：通过输入端流入组合阀的制冷剂只能通过至少一个从属的输出端流出组合阀。这样，可以借助于组合阀以简化的方式在回路中分配制冷剂，从而以简化的方式实现回路的不同运行模式。

14、优选地，给第一输入端配属有第一输出端和第二输出端。也就是说，通过第一输入端流入组合阀的制冷剂只能通过第一输出端和/或第二输出端流出组合阀。

15、优选地，给第二输入端配属有第三输出端。也就是说，通过第二输入端流入组合阀的制冷剂只能通过第三输出端流出组合阀。

16、优选地，给第三输入端配属有第四输出端。也就是说，通过第三输入端流入组合阀的制冷剂只能通过第四输出端流出组合阀。

17、在优选实施方式中，给蒸发器热交换器和/或冷却器热交换器(优选给这两个热交换器)在上游侧配属有膨胀阀，该膨胀阀使得制冷剂在流入热交换器之前压力降低和/或温度降低。这样，蒸发器和冷却器的运行就能够得到改善，优选在蒸发器和冷却器中的制冷剂吸热方面就能够得到改善。

18、在有利的实施方式中，气冷器热交换器的排出端和外部热交换器的进入端是彼此流体连接的。因此，制冷剂可以从气冷器热交换器的排出端流向外部热交换器的进入端。

19、在优选实施方式中，蒸发器热交换器的排出端与压缩机在压缩机的吸入侧流体连接。因此，从蒸发器热交换器流出的制冷剂流向压缩机或被压缩机吸入。

20、在有利的实施方式中，蒸发器热交换器就要向内部空间输送的空气的流动而言布置在气冷器热交换器的上游。因此，要向内部空间输送的空气首先流过蒸发器热交换器，然后流过气冷器热交换器。这样就能够首先借助于蒸发器热交换器冷却空气并因此在必要时除湿，然后借助于气冷器热交换器加热空气并将其引入内部空间。

21、外部热交换器的排出端与冷却器热交换器的进入端流体连接的实施方式是优选的。因此，从外部热交换器流出的制冷剂可以流向冷却器热交换器。

22、为此目的优选的是：在外部热交换器的排出端和冷却器热交换器的进入端之间设置绕过组合阀的流体连接部，这在下文中也被称为旁路连接部。

23、蒸发器热交换器的排出端通过压缩机吸入侧的流体连接部与压缩机连接的实施方式是有利的。这种连接部在下文中也被称为回流连接部(rücklauf-verbindung)。

24、优选地，冷却器的排出端在蒸发器的排出端下游与回流连接部流体连接。

25、有利地，热交换器整合在旁路连接部和回流连接部中，因此制冷剂可以穿流该热交换器。这样，该热交换器就起到了内部热交换器的作用。

26、作为内部热交换器的替代或补充，还可以在旁路连接部中和/或回流连接部中整合有从属的应用的电池、尤其是从属的机动车的电池，从而使制冷剂穿流该电池，以便根据需要冷却和/或加热电池。

27、优选的实施方式是冷却器热交换器的排出端与压缩机在压缩机吸入侧流体连接。因此，从冷却器流出的制冷剂流向压缩机或被压缩机吸入。

28、进一步优选的实施方式是：外部热交换器的排出端优选通过旁路连接部与蒸发器热交换器的进入端流体连接。因此，从外部热交换器流出的制冷剂可以流向蒸发器，然后再流向压缩机。

29、优选地，阀体组件被配置成使得其在一个在下文中也被称为冷却位置的位置中将第一输入端与第二输出端流体连接。而除此之外，在冷却位置中输入端与输出端流体分隔。因此，在冷却位置中，制冷剂只能通过第一输入端流入组合阀并只能通过第二输出端流出组合阀。

30、优选地，组合阀的冷却位置促成制冷剂回路的相应运行模式，它在下文也称之为冷却运行。在冷却模式下，可以对内部空间进行冷却。

31、在冷却运行中，由压缩机压缩的制冷剂流向组合阀的第一输入端。在冷却位置中，制冷剂绕流过气冷器热交换器流动、即绕过气冷器热交换器，并通过第二输出端流向外部热交换器。在外部热交换器中，制冷剂被降温，同时向环境散热。然后，制冷剂流向蒸发器热交换器和/或冷却器热交换器，在那里、优选在膨胀阀处经历减压和降温。这使得制冷剂能够在蒸发器热交换器和冷却器热交换器中吸收热量。之后，制冷剂在压缩机的压力侧流回压缩机。

32、优选地，阀体组件被配置成使得其在另一位置(在下文中也被称为第一加热位置)中将第一输入端与第一输出端流体连接。此外，阀体组件在第一加热位置中将第二输入端与第三输出端流体连接，并将第三输入端与第四输出端流体连接。除此之外输入端与输出端流体分隔。于是，在第一加热位置中，由压缩机压缩的制冷剂通过第一输入端流向第一输出端，然后流向气冷器热交换器的进入端。随后，制冷剂通过气冷器热交换器的排出端流向第二输入端，并通过第二输入端流向第三输出端。然后，制冷剂通过第三输出端与蒸发器热交换器输入端的流体连接部流向蒸发器热交换器。在此优选的是：制冷剂通过蒸发器热交换器的排出端流回压缩机。此外，制冷剂优选通过气冷器热交换器的排出端流向外部热交换器的进入端，并通过外部热交换器的排出端流向第三输入端。制冷剂从第三输入端流向第四输出端，然后流回压缩机。

33、在第一加热位置中，制冷剂回路在第一加热运行中运行。在第一加热运行中，热量通过外部热交换器从环境向制冷剂转移，即外部热交换器是作为热泵运行的。在加热运行中，可以对要向内部空间输送的空气进行加热和/或除湿。在此，首先借助于蒸发器热交换器对要向内部空间输送的空气进行冷却和除湿，然后优选在气冷器热交换器中对空气进行加热。在此优选的是：在第一加热运行中，还实现在冷却器热交换器中将热传递至制冷剂。也就是说，在第一加热运行中，优选还将热从温度控制流体、尤其从冷却剂传递至制冷剂。

34、在有利的实施方式中，阀体组件被配置成使其在另一位置(在下文中也被称为第二加热位置)中将第一输入端与第一输出端流体连接。此外，阀体组件在第二加热位置中将第二输入端与第三输出端流体连接。除此之外阀体组件将输入端与输出端流体分隔。因此，第二加热位置对应于第一加热位置，不同之处在于制冷剂无法流入第三输入端。因此，在第二加热位置中，禁止了制冷剂经过外部热交换器的流动。

35、在第二加热位置中，制冷剂回路在第二加热运行中运行，该第二加热运行对应于第一加热运行，不同之处在于在外部热交换器中不将热传递至制冷剂。因此，在第二加热位置中，也可以对要向内部空间输送的空气进行除湿和加热。

36、在有利的实施方式中，阀体组件被配置成使其在另一位置(下文也被称为除冰位置)中将第一输入端与第一输出端流体连接并且除此之外将输入端与输出端流体分隔。因此，在除冰位置中，制冷剂流向第一输入端，然后通过第一输出端流向气冷器热交换器的进入端。然后，制冷剂通过气冷器热交换器的排出端流向外部热交换器，再通过外部热交换器的排出端流向冷却器热交换器，最后通过冷却器热交换器的排出端流回压缩机。

37、在除冰位置中，制冷剂回路在除冰运行中运行。在除冰运行中，在冷却器热交换器中将热传递至制冷剂。此外，制冷剂还会在气冷器热交换器以及外部热交换器中放出热量。这样，要向内部空间输送的空气被加热，并使对外部热交换器的除冰成为可能。

38、在优选的实施方式中，制冷剂还在除冰运行中穿流蒸发器热交换器，以便在穿流气冷器热交换器之前首先对要向内部空间输送的空气进行冷却和除湿。

39、至少一个阀体原则上分别可以任意设计，只要它能在其中至少一个位置中释放或分隔相应的流体连接部。

40、在优选的实施方式中，至少一个阀体分别在壳体之内限定了至少一个流动路径，该至少一个流动路径在阀体组件的其中至少一个位置中将其中一个输入端与其中一个输出端流体连接起来。因此，通过调整阀体也可以调整流动路径，从而使流动路径在至少一个位置中将其中一个输入端与其中一个输出端流体连接起来。

41、在优选的实施方式中规定：各自的流动路径仅用于将其中一个输入端与其中一个输出端流体连接起来。也就是说，各自的流动路径在从属的位置上将从属的输入端和从属的输出端连接起来，而在其它位置上将它们彼此分隔。这就简化了阀体组件的设计并在组合阀内实现了可靠的流动引导，从而促使制冷剂回路可靠地运行。

42、各个流动路径可以以任何方式实现，只要将其限定在阀体组件中的壳体内即可。

43、可以设想：至少一个阀体中至少有一个阀体具有穿过阀体延伸的、限定了这样的流动路径的通道。

44、可以想到：至少一个阀体中至少有一个阀体具有在外侧引入的限定了这样的流动路径的凹部。

45、当然，也有可能的是：至少一个流动路径是由这样的凹部和这样的通道共同限定的。

46、至少一个阀体分别可以在组合阀中被任意调整。

47、在这种情况下有利的是：调整可被理解为阀体组件在壳体中的运动，也就是至少一个阀体中至少有一个阀体的运动。

48、可能的是：至少一个阀体中至少有一个阀体、优选阀体组件在其中至少两个位置之间、优选在其中所有位置之间平移式调整。在此，至少一个阀体中至少有一个阀体、优选阀体组件能沿一条线或轨迹运动，用以在位置之间进行调整。

49、有利地，为了平移式调整，至少一个阀体中至少有一个阀体、优选阀体组件与沿平移式调整延伸的螺纹连接，以使得螺纹的转动促使阀体调整。

50、可以想到：至少一个阀体中至少有一个阀体、优选阀体组件在其中至少两个位置之间、优选在其中所有位置之间旋转式调整。在此，至少一个阀体中至少有一个阀体、优选阀体组件转动，用以在位置之间进行调整。

51、为了调整阀体组件，组合阀优选具有至少一个执行器、优选仅具有单个执行器。

52、至少一个阀体分别可以具有任意形状或任意基础形状。

53、可以设想到：至少一个阀体中至少有一个阀体是柱体(zylinder)或活塞。因此有利的是：阀体具有柱体或活塞的基础形状，在此基础形状中可以引入至少一个这样的通道和/或这样的凹部。

54、这样的柱体或活塞可以在壳体中平移式调整和旋转式调整。

55、可以设想：至少一个阀体中至少有一个阀体被设计为球阀。因此优选的是：阀体的基础形状是球，在球中可以引入至少一个这样的通道和/或这样的凹部。

56、有利地，这样的球阀在壳体中能在其中至少两个位置之间旋转式调整。

57、原则上，阀体组件可以包括任意数目的阀体。

58、在优选的实施方式中，阀体组件具有单个阀体。这就简化了组合阀的设计。此外，通过这种方式，所需的针对组合阀的密封措施可以以简单且可靠的方式实现。

59、也可设想：阀体组件具有两个彼此相联的阀体。通过这种方式，所需的针对组合阀的密封措施就可以以简单且可靠的方式实现。

60、有利地，制冷剂回路用在机动车中，以便借助于空气来对机动车的作为内部空间的车厢或乘客舱进行温度控制。因此，制冷剂回路可以是机动车的空调装置的组成部分。如上文解释的那样，以外部热交换器在此实现与环境或环境空气或行驶空气的热传递。电池可以是机动车的牵引电池。

61、如上文解释的那样，在制冷剂回路中、尤其在机动车的制冷剂回路中使用组合阀的优点是：尤其在使用含有二氧化碳的制冷剂(例如使用二氧化碳或r744作为制冷剂)时，可以在阀侧在组合阀处、优选仅在组合阀处实现必要的密封措施，从而使密封措施更有效率且低成本地进行。

62、可以理解：制冷剂回路可具有至少一个另外的阀和/或至少一个另外的组合阀，其用于控制流动、尤其是制冷剂和/或温度控制流体的流动。

63、本发明的其它重要特征和优点将从从属权利要求、附图和基于附图进行的附图说明中显而易见。

64、不言而喻，上述特征和下文将要解释的特征不仅可以以各个给出的组合方式使用，还可以在不脱离本发明范围的情况下以其它组合方式使用或单独使用。