(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの冷媒回路を備える、空気の温度を制御するための冷却設備（２２）であって、
−冷媒の圧縮のための少なくとも１つのコンプレッサ（２４）、
−前記冷媒の膨張のための少なくとも１つの膨張素子（２６ａ、２６ｂ）、
−気流を冷却または加熱する目的のために加熱管（１２）と冷却管（１４）との間を熱が伝わるように、単一のハウジング（１６）内に統合されている別個の加熱管（１２）および冷却管（１４）を備える少なくとも１つの切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）、および
−前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるための少なくとも１つのバルブ（２８ａ、２８ｂ）
を備え
ここで、前記コンプレッサ（２４）の出口は前記加熱管（１２）の入口側のみに接続され、前記コンプレッサ（２４）の入口は、前記冷却管（１４）の出口にのみ接続され、
加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるための前記の少なくとも１つのバルブ（２８ａ、２８ｂ）は、
前記加熱運転モードのための第一の切替位置では前記冷媒は実質的に前記加熱管（１２）を通って流れ、
前記冷却運転モードのための第二の切替位置では前記冷媒は実質的に前記冷却管（１４）を通って流れ、および、
前記の第一および前記の第二の切替位置の間に位置する再加熱運転モードのための切替位置では前記冷媒は前記加熱管（１２）および前記冷却管（１４）を通って流れるように、設計される、
冷却設備。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるための少なくとも１つの第一のバルブ（２８ａ）は、前記加熱管（１２）を通る冷媒の流れを調節するように設計され、
加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるための少なくとも１つの第二のバルブ（２８ｂ）は、前記冷却管（１４）を通る冷媒の流れを調節するように設計される、
冷却設備。
【請求項３】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
コンプレッサ（２２）は、圧縮された冷媒が前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の前記加熱管（１２）へ流れるように前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の前記加熱管（１２）の上流に接続され、
膨張素子（２６ａ、２６ｂ）は、膨張した冷媒が前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の前記冷却管（１２）へ流れるように前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の前記冷却管（１４）の上流に接続される、
冷却設備。
【請求項４】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
前記冷却設備（２２）は、前記の第一の切替可能な熱交換器（１０ａ）の前記冷却運転モードでは前記の第二の切替可能な熱交換器（１０ｂ）は前記加熱運転モードであり逆もまた同様であるように互いと相互接続された、統合された加熱管（１２）および冷却管（１４）を備える少なくとも１つの第一および１つの第二の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）を備える、
冷却設備。
【請求項５】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
前記の切替可能な熱交換器（１０）は、少なくとも２つの冷媒入口および少なくとも２つの冷媒出口を備える、
冷却設備。
【請求項６】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
前記の切替可能な熱交換器（１０）は、層状の熱交換器として設計され、層（１８）は、前記加熱管（１２）と前記冷却管（１４）との間の熱伝導により熱を伝達する、
冷却設備。
【請求項７】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
前記加熱管（１２）および前記冷却管（１４）は、前記の切替可能な熱交換器（１０）の層（１８）内に少なくとも部分的に交互の配列で配置される、
冷却設備。
【請求項８】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
前記加熱管（１２）および前記冷却管（１４）は、完全に交互の配列で配置される、
冷却設備。
【請求項９】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
前記の切替可能な熱交換器（１０）は、前記加熱管（１２）および前記冷却管（１４）が完全に交互の配列で配置される第一の領域を提供し、および、加熱管（１２）のみ、または冷却管（１４）のみが配置される第二の領域が提供されることを特徴とする、
冷却設備。
【請求項１０】
請求項１に記載の冷却設備（２２）であって、
前記の切替可能な熱交換器は、フラットパイプ熱交換器（８０）の形態であり、
前記加熱管（１２）は、前記冷却管（１４）または冷却パイプダクトよりも大きな壁厚を有することを特徴とする、
冷却設備。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の冷却設備（２２）を備える冷却設備システム（１００）であって、
その冷却設備には、少なくとも１つのさらなる熱交換器（４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）を備える拡張した冷媒回路（２５）が連結されている、
冷却設備システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の冷却設備システム（１００）であって、
前記の拡張した冷媒回路（２５）は、加熱のための少なくとも１つのさらなる熱交換器（４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）；ここで、その上流は前記コンプレッサ（２４）が接続され、その下流は前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の前記冷却管（１４）が、ライン（６２、６３）および前記膨張素子（２６ａ、２６ｂ）を介して接続される、および／または、
冷却のための少なくとも１つのさらなる熱交換器（４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）；ここで、その下流は前記コンプレッサ（２４）が接続され、その上流は前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の前記加熱管（１２）が接続される
を備え、
ここで、加熱または冷却のための前記の少なくとも１つのさらなる熱交換器（４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）は、前記の冷媒の流れを調節するための少なくとも１つのバルブ（５２ａ・・・５２ｆ）が割り当てられる、
冷却設備システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の冷却設備システム（１００）であって、
チェックバルブ（５０ａ、５０ｂ）を備えるラインシステム（５０）は、前記の第一および／または第二の分岐（６２、６３）の下流に接続され、
前記チェックバルブ（５０ａ、５０ｂ）は、前記冷却設備（２２）の前記運転モードに依存する様式で、前記の少なくとも１つのさらなる熱交換器（４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）が、前記冷却設備（２２）の前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の前記加熱管（１２）および／または前記冷却管（１４）を備える冷媒回路に連結されるように切り替えられる、
または、
電磁バルブ（５８ａ、５８ｂ）は、前記の第一および／または第二の分岐の上流に接続され、
前記電磁バルブ（５８ａ、５８ｂ）は、前記冷却設備（２２）の前記運転モードに依存する様式で、前記の少なくとも１つのさらなる熱交換器（４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）の前記の冷媒の流れが、前記冷却設備（２２）の前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の前記加熱管（１２）および／または前記冷却管（１４）を備える前記冷媒回路に連結されるように切り替えられる、
冷却設備システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載の冷却設備システム（１００）であって、
前記冷却設備（２２）の前記の切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）の加熱運転モードおよび冷却運転モードの間の切り替えのための前記バルブ（２８ａ、２８ｂ）、および、前記の拡張した冷媒回路（２５）内の前記の冷媒の流れの調節のための前記バルブ（５２ａ・・・５２ｆ）は、電気バルブとして設計される、
冷却設備システム。
【請求項１５】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の冷却設備（２２）を装備した、または、請求項１１に記載の冷却設備システム（１００）を装備した、
車両。
【請求項１６】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の冷却設備（２２）または請求項１１に記載の冷却設備システム（１００）を運転するための方法であって、
その方法では、入口−空気熱交換器（１０ａ）の加熱電力または冷却電力は、加熱バルブ（２８ｂ）および／または冷却バルブ（２８ａ、５８ａ）が０％〜１００％の開放の連続可変または段階的様式で運転されるおかげで調節される、
方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記加熱バルブ（２８ｂ）および前記冷却バルブ（２８ａ、５８ａ）は、互いに対して逆に運転され、前記冷却バルブ（２８ａ、５８ｂ）が開いている場合は、前記加熱バルブ（２８ｂ）は閉じて、逆もまた同様である、
方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、
前記熱交換器の前記加熱電力の優先順位が、追加の熱交換器（４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）、切替可能な入口−空気熱交換器（１０ａ）および外部−空気熱交換器（１０ｂ）の順番であることを特徴とする、
方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法であって、
前記熱交換器の前記冷却電力の優先順位が、追加の冷却熱交換器（４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ）、切替可能な入口−空気熱交換器（１０ａ）および外部−空気熱交換器（１０ｂ）の順番であることを特徴とする、
方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法であって、
熱伝達がそこで生じないか、または、除氷の目的のために前記加熱管（１２）のみ流れる場合は、前記の外部−空気熱交換器（１０ｂ）は空気が流れない、
方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法であって、
前記冷却設備（２２）は、前記入口−空気熱交換器（１０ａ）の前記加熱運転モードが中断されずに交互に除氷される多数の平行の外部−空気熱交換器（１０ｂ）を備える、
方法。
【請求項２２】
請求項１６に記載の方法であって、
前記冷却設備（２２）は、それぞれの他の冷却−区画熱交換器（１０ａ）の前記冷却運転モードが中断されずに交互に除氷される、多数の平行の冷却−区画熱交換器（１０ａ）を備える、
方法。
【請求項２３】
請求項１６に記載の方法であって、
一般的なレギュレーターは、バルブ（２８ａ、２８ｂ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５２ｆ、５８ａ、５８ｂ）の作動、熱交換器（７０）の低圧側出口および／または前記コンプレッサ（２４）の入口における前記冷媒の所定の過熱、または、前記熱交換器（７０）の高圧側入口における前記冷媒の所定の最適高圧または所定の過冷却により調節する、
方法。
【請求項２４】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の冷却設備（２２）のための切替可能な熱交換器（１０、１０ａ、１０ｂ）であって、
別個の加熱管（１２）および冷却管（１４）が、気流を冷却または加熱する目的のために加熱管（１２）と冷却管（１４）との間を熱が伝わるように、単一のハウジング（１６）内に統合されており、
ここで、前記の切替可能な熱交換器（１０）は、層状の熱交換器として設計され、層（１８）は、前記加熱管（１２）と前記冷却管（１４）との間の熱伝導により熱を伝達し、
前記の切替可能な熱交換器は、フラットパイプ熱交換器（８０）の形態であり、
前記加熱管（１２）は、前記冷却管（１４）または冷却パイプダクトよりも大きな壁厚を有することを特徴とする、
切替可能な熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切替可能な熱交換器、および、少なくとも１つのコンプレッサ、少なくとも１つの膨張素子および少なくとも１つの切替可能な熱交換器（それらは冷媒回路内で互いに接続されている）を備える冷却設備に関する。また、本発明は、前記タイプの冷却設備を備える冷却設備システム、および、前記タイプの冷却設備または前記タイプの冷却設備システムを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば冷却車両またはバスで用いられる冷却設備は、例えば、冷房室を冷却する目的のため、または、運転室の空調または暖房のための、空気の温度を制御する多数の熱交換器を一般に備える。この目的のために、熱交換器は、冷却運転モードまたは加熱運転モードのいずれかで運転される。したがって、冷却運転モードでは、熱交換器はエバポレーターであり、一方で、加熱運転モードでは、前記熱交換器はコンデンサーとして働く。具体的には、冷却運転モードでは、熱交換器は、氷層の形成を導く温度に到達し得る。氷層は、熱交換器から周囲への熱伝達が低下する作用を有する。融解目的のために、加熱運転モードへの切り替えが必要である。
【０００３】
ＤＥ  １０  ２００８  ０４７  ７５３  Ａ１は、少なくとも２つの使用可能な温度レベルを有する冷却設備を記載し、その冷却設備は、少なくとも１つの第一の冷媒回路および、それから離れて第二の冷媒回路を備える。第一および第二の冷媒回路は、片方の冷媒回路から他方の冷媒回路に熱が伝達され得るように、または、熱交換器の周囲の媒体から熱が吸収され得るように、または、熱交換器の周囲の媒体へ熱が放出され得るように、さらにカスケード熱交換器により互いに連結される。過冷却域での温度制御の目的で熱交換器を融解することが特に可能であるためには、冷却設備は、電動式コンプレッサ内に圧縮されている冷媒が、膨張素子内で事前に膨張されずに熱交換器を直接通って導かれて融解される、切替構造を備える。
【０００４】
ＤＥ  １０  ２０１１  １０７  ０８１  Ａ１は、コンプレッサ、エバポレーターおよびコンデンサーを備える、ルーフトップ搭載の空調設備を開示している。エバポレーターは第一の熱交換器を備え、それは、冷却運転モードではエバポレーターとして運転される。さらに、除湿運転モードが提供され、それは、第一の熱交換器の上流に接続されたさらなる熱交換器がエバポレーターとして運転され、第一の熱交換器はコンデンサーとして運転される。２つの熱交換器は、熱を伝導する様式で互いに接続されていない。
【０００５】
ＤＥ  １０２  ５４  １０９  Ａ１は、一般に利用されるクーラー（それにより、空調運転モードでは冷媒の熱が周囲に放出され、ヒートポンプ運転モードでは、冷媒により周囲から熱が吸収される）を備える、複合型冷却加熱装置を記載する。除氷のためには、熱交換器は、冷媒の通過流に関してガスクーラーと平行に接続される。切替装置は、検出される周囲パラメータに依存する様式で個々の熱交換器を通る通過流に影響する。２つの熱交換器は、熱を伝導する様式で互いに接続されていない。
【０００６】
ＵＳ  ２００９／０３２０５０４  Ａ１は、冷却回路内でエバポレーターを融解するための方法に関する。冷媒は、所定の流れの方向で冷却回路内を循環する。冷却回路は、流れの方向で存在するコンプレッサ、熱除けの（ｈｅａｔ−ｒｅｐｅｌｌｉｎｇ）熱交換器、膨張装置およびエバポレーターを備える。エバポレーターは少なくとも２つの冷却回路を備え、その方法は、以下の方法ステップを含む：
【０００７】
ａ）通常の冷却モードで冷却回路を運転するステップ（冷媒が熱除けの熱交換器を出て、膨張装置およびエバポレーターを通ってコンプレッサへ流れる）；
ｂ）エバポレーターの方向で熱除けの熱交換器を出る冷媒の流れを遮断することにより、冷却モードを終了するステップ、および
ｃ）エバポレーターを融解する目的のために、エバポレーターの冷却回路の部分のみを通してガス状冷媒を導くステップ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
冷却設備内の熱交換器の除氷のための公知の方法は、冷却運転モードから加熱運転モードへの熱交換器の切り替えを必要とする。しかしながら、温度の変更は、部材を激しい負荷に供し、ダメージをもたらし得る。これを防ぐために、冷却運転モードのための熱交換器と加熱運転モードのための熱交換器は、互いに別々に提供することが可能である。しかしながらこれは、より大きな構造的空間が必要となり、システムの構築をより困難にさせる。したがって、前記タイプの冷却設備のための単純で耐久性のある構築を提供する継続的な興味が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、例えば層（繊細なアルミニウムシート）を介して、熱伝導により加熱管と冷却管との間を熱が伝わるように、加熱管および冷却管が単一のハウジング内に統合されている、冷却設備のための切替可能な熱交換器が提案される。
【００１０】
さらに、本発明によれば、少なくとも１つの冷媒回路を備える、空気の温度を制御するための冷却設備が提供され、その冷却設備は、以下の部材を備える：
【００１１】
−冷媒の圧縮のための少なくとも１つのコンプレッサ、
−冷媒の膨張のための少なくとも１つの膨張素子、
−加熱管と冷却管との間で熱が伝達されるように加熱管および冷却管が単一のハウジング内に統合されている少なくとも１つの切替可能な熱交換器、および
−切替可能な熱交換器の加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるための、少なくとも１つのバルブ。
【００１２】
切替可能な熱交換器の単一のハウジング内の加熱管および冷却管の統合の結果として、切替可能な熱交換器の加熱運転モードと冷却運転モードとの間の切り替えが非常に単純化される。
【００１３】
したがって、切替可能な熱交換器のパイプは、冷却のためにだけ、または加熱のためにだけに用いられ、それにより、加熱運転モードから冷却運転モードへの切り替え（およびその逆も同様）の場合の大きな温度差が回避される。このように、個々の部材が温度の大きな段階変化に供されず、ダメージを回避することができる。加熱管は冷却管として使われないので、加熱管は、加熱条件での圧力および流れの条件に最適なように設計することができる。同様に、冷却管については、より薄い壁厚で冷却管を形成することができるように、加熱管よりもかなり低い圧力で冷媒を蒸発させるための最適化が可能である。コンプレッサの出口は、その結果として、加熱管の入口側にのみ接続され、または接続可能である。対照的に、コンプレッサの入口は、その結果として、冷却管の出口側にのみ接続され、または接続可能であり、蒸発した冷媒のみ吸入することができる。冷却管および加熱管の混合の利用の場合では、このことは常には確実ではない。また、流れの方向は逆にされず、コンプレッサに戻る油の輸送を促進する。これは概して、切替バルブの機能不全の可能性がある場合でさえ、コンプレッサの動作信頼性のかなりの改善をもたらす。加熱管および冷却管の両方による層の一般的な利用により、空気側の熱交換表面積は別個の層での実施態様に対して、加熱条件および冷却条件でかなり拡大される。さらに、一般的な層を介した加熱管から冷却管への熱伝導の結果として、より速い融解が可能である。
【００１４】
冷却設備に統合されるので、提案される切替可能な熱交換器は、機能性が拡張した利点をさらに与える。したがって、純粋な冷却または加熱を可能にする異なる運転状態および純粋な冷却および加熱の間の調節を実現することが可能である。したがって、冷却および加熱が同時に可能である。このことは、最大冷却電力と最大加熱電力との間の電力の連続的な適用を可能にする。必要とされる切替バルブがかなりいっそう少ないので、加熱設備の構築もまた非常に単純化される。最小限で、ただ１つの三方向バルブが必要とされ、または２つのバルブのみ用いられて、場合により、遮断することのできる膨張バルブとしても設計され得る。
【００１５】
一実施態様では、切替可能な熱交換器は、少なくとも２つの冷媒入口および少なくとも２つの冷媒出口を備える。したがって、加熱管および冷却管は、それぞれの場合に関して、１つの冷媒入口および１つの冷媒出口が供給されることが可能であり、それにより、加熱管を通る冷媒の流れおよび冷却管を通る冷媒の流れは、それぞれの場合で別々に導かれる。
【００１６】
さらなる実施態様では、切替可能な熱交換器は、層状の熱交換器として設計される。具体的には、加熱管および冷却管は、切替可能な熱交換器の層内で少なくとも部分的に交互の配列で配置され得る。したがって、加熱管および冷却管は、完全に交互の配列で配置することが可能である。これは、除氷運転モードを簡単に実現することができるので、切替可能な熱交換器が例えばバスなどの車両のための空調システムにおいて外部−空気熱交換器として用いられる場合に特に有利である。あるいは、切替可能な熱交換器は、加熱管および冷却管が完全に交互の配列で配置される第一の領域、および、加熱管のみ、または冷却管のみが配置される第二の領域を提供し得る。そのような混合配置は、再加熱運転モード（空気が同時の加熱および冷却により乾燥する）を簡単に実現することができるので、切替可能な熱交換器が例えばバスなどの車両のための空調システムにおいて入口−空気熱交換器として用いられる場合に特に有利である。
【００１７】
冷却設備の１つの変型では、加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるための少なくとも１つのバルブは、加熱運転モードのための第一の切替位置では冷媒は実質的に加熱管を通って流れ、冷却運転モードのための第二の切替位置では冷媒は実質的に冷却管を通って流れ、第一および第二の切替位置の間に位置する再加熱運転モードのための切替位置では冷媒は加熱管および冷却管を通って流れるように、設計される。
【００１８】
冷却設備のさらなる変型では、加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるための少なくとも１つの第一のバルブは、加熱管を通る冷媒の流れを調節するように設計され、加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるための少なくとも１つの第二のバルブは、冷却管を通る冷媒の流れを調節するように設計される。具体的には、第一のバルブは、冷媒の通過流の方向で見て加熱管の下流に接続され得て、第二のバルブは、冷媒の通過流の方向で見て冷却管の上流に接続され得る。バルブは、好ましくは、開いた切替位置および閉じた切替位置を有する。
【００１９】
冷却設備のさらなる変型では、コンプレッサは、圧縮された冷媒が切替可能な熱交換器の加熱管へ流れることができるように、熱交換器の加熱管の上流に接続され、膨張素子は、膨張した冷媒が切替可能な熱交換器の冷却管へ流れることができるように、切替可能な熱交換器の冷却管の上流に接続される。膨張素子は、例えば、電気的にアクチュアブルな膨張バルブとして、具体的にはステッパモーターバルブとして、またはパルス電磁バルブとして、設計され得る。
【００２０】
さらなる変型では、冷却設備は、統合された加熱管および冷却管を備える少なくとも１つの第一および１つの第二の切替可能な熱交換器を備え、それらは、第一の切替可能な熱交換器の冷却運転モードでは第二の切替可能な熱交換器が加熱作用を与え、逆もまた同様であるように、互いと相互接続される。この方法で設計される冷却設備は、１つのコンプレッサ、冷却運転モードと加熱運転モードとの間で切り替えるための２つのバルブ、および２つの膨張素子を備え得る。それぞれの場合において、１つの膨張素子は、膨張した冷媒が第一または第二の切替可能な熱交換器の冷却管へ流れることができるように、第一および第二の切替可能な熱交換器の冷却管の上流に接続され得る。さらに、冷却運転と加熱運転との間で切り替えるためのバルブは、第一および第二の切替可能な熱交換器の冷却管および加熱管を通る冷媒の流れを制御する。ここで、第一および第二の切替可能な熱交換器の冷却管および加熱管の冷媒回路は、第一の切替可能な熱交換器の加熱管がチャージされる場合に第二の切替可能な熱交換器の冷却管がチャージされ、逆もまた同様であるように設計される。
【００２１】
さらなる変型では、冷却設備は、例えばプレート型の熱交換器または二重パイプの熱交換器として設計され得る少なくとも１つの内部熱交換器を備える。２つの切替可能な熱交換器が冷却設備に提供される場合は、２つの内部熱交換器は、逆流構造で運転することが可能であり、第一の切替可能な熱交換器の加熱管を通って流れた冷媒が、第二の切替可能な熱交換器の冷却管を通って流れた冷媒に関して逆流構造で導かれる。反対に、２つの内部熱交換器は、第二の切替可能な熱交換器の加熱管を通って流れた冷媒が、第二の切替可能な熱交換器の冷却管を通って流れた冷媒に関して逆流構造で導かれるように、逆流構造で運転され得る。
【００２２】
また、本発明は、上述の冷却設備を備える冷却設備システムに関し、その冷却設備には、少なくとも１つのさらなる熱交換器を備える拡張した冷媒回路が連結されている。適切なさらなる熱交換器は、例えば、熱分散媒（例えば水−グリコール）への熱の伝達のための、プレート型の熱交換器または二重パイプの熱交換器である。ここで、少なくとも２つのさらなる熱交換器が提供され得て、そのうち１つは冷却のために設計され、および／または、１つは加熱のために設計される。このようにして、冷却設備の機能性は、例えば車両内（具体的にはバス内）のさらなるシステムに拡張される。したがって、さらなる熱交換器は、運転システムのための冷水または温水熱交換器として、または、運転室の冷房または暖房ための入口−空気熱交換器として、利用することが可能である。
【００２３】
冷却設備システムの一実施では、連結は、第一の分岐（冷却設備の切替可能な熱交換器の加熱管の下流に接続される）、および／または、第二の分岐（冷却設備の切替可能な熱交換器の冷却管の上流に接続される）を含む。
【００２４】
冷却設備システムのさらなる実施では、拡張した冷媒回路は、加熱のための少なくとも１つのさらなる熱交換器、および、冷却のための少なくとも１つのさらなる熱交換器を備える。冷却設備システムのさらなる実施では、少なくとも１つのさらなる熱交換器は、冷媒の流れの調節のための少なくとも１つのバルブが割り当てられる。具体的には、片方のバルブは、加熱のためのさらなる熱交換器の、冷媒の通過流の方向で下流に接続され、片方のバルブは、冷却のためのさらなる熱交換器の、冷媒の通過流の方向で上流に接続される。バルブは、アクチュアブルな遮断バルブとして設計され得て、それにより、さらなる熱交換器の加熱および冷却電力を調節することができる。
【００２５】
冷却設備システムのさらなる実施では、チェックバルブを備えるラインシステムは、第一および／または第二の分岐の下流に接続され、チェックバルブは、冷却設備の運転モードに依存する様式で、少なくとも１つのさらなる熱交換器が、冷却設備の熱交換器の加熱管を備える冷媒回路および／または冷却管を備える冷媒回路に連結されるように切り替えられる。チェックバルブにより、拡張した冷媒回路内の冷媒の流れを、冷却設備の運転モード（すなわち加熱または冷却運転モード）に従って相応して制御することができる。拡張した冷媒回路内の冷媒の流れの制御のためのバルブがチェックバルブとして設計されるおかげで、ロバスト性が高くて安価で簡単な、拡張した冷媒回路内の冷媒の流れの制御が可能である。
【００２６】
冷媒設備システムのさらなる実施では、電磁バルブなどの電気的にアクチュアブルなバルブが、第一および／または第二の分岐の上流に接続され、電気的にアクチュアブルなバルブは、冷却設備の運転モードに依存する様式で、少なくとも１つのさらなる熱交換器の冷媒の流れが、冷却設備の切替可能な熱交換器の加熱管を備える冷媒回路および／または冷却設備の切替可能な熱交換器の冷却管を備える冷媒回路に連結されるように切り替えられる。拡張した冷媒回路を制御するためのバルブが電気的にアクチュアブルなバルブとして設計されるという事実のおかげで、ラインシステムは、チェックバルブを備える実施態様に対して単純化することができ、より少ないバルブが用いられる。このようにして設計される冷却設備システムは、構築の観点から実現しやすく、構造的空間を抑える。
【００２７】
冷却設備システムのさらなる実施では、冷却設備の加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるためのバルブ、および、拡張した冷媒回路内の冷媒の流れの調節のためのバルブは、電気的にアクチュアブルなバルブとして設計される。したがって、熱交換器の中枢調節を実現することが可能である。例えば、冷媒の個々の体積流量およびコンプレッサの上流の総体積流量の過熱は、各エバポレーター熱交換器について個々に、現在必要とされる電力レベルに従って調節することができる。同様に、個々の体積流量および総体積流量の過冷却または最適高圧は、各ガスクーラー熱交換器について個々に、現在必要とされる電力レベルに従って調節することができる。
【００２８】
これは、例えば、調節バルブの個々の開放度が、個々の熱交換器のそれぞれの電力需要により決定され、および、過熱または過冷却の上位の調節目的のために、個々の関与する調節バルブの前記の個々の開放度に掛けるべきファクターが決定されるように、構成され得る。これは、有利なことに、高い電力需要を有する個々のエバポレーターが、過熱なく運転され得るという効果も有し得て、すなわち、冷媒を完全に蒸発させる。ここで、外部−空気熱交換器は特別な場合であり、その電力需要は、他の全てに対して下位である。システム内の他の熱交換器の場合では、例えば、駆動部材（例えばバッテリー電気、エンジンおよびブレーキなど）の冷却または加熱が優先である場合であり得る。さらに、例えば、運転室の空調システムは、客室の空調よりも優先することができる。あるいは、貨物室または冷蔵輸送車の貨物室の冷却は、場合により、運転室の空調よりも優先であり得る。
【００２９】
少なくとも２つのエバポレーターが正常の条件下で並行して運転される場合、本発明により提案される実施態様により、運転モードが中断されずにこれらは交互に融解されることも可能である。以下のシナリオはこの例として記載される：例えば、冷蔵輸送車の貨物室内の２つのエバポレーターは、並行して運転されることが可能であり、ここで、第一のエバポレーターは加熱管により融解され、一方で、第二のエバポレーターは、エバポレーターパイプにより冷却作用を維持し続ける。さらに、外部熱交換器の２つのエバポレーターは、並行して運転されることが可能である。一般に、バスの空調設備は、ヒートポンプを用いてこのように設計される。この例の場合では、例えば、ヒートポンプの第一の外部熱交換器は加熱管により融解されることが可能であり、一方で、他方の外部熱交換器は、入口−空気熱交換器の加熱運転モードが中断されずに蒸発を行ない続ける。
【００３０】
さらなる例示は、外部エバポレーターおよび冷水熱交換器であり、その場合では、バッテリー／エンジン冷却水からの蒸発により熱が取り出され、ヒートポンプとして運転する空調設備は並行して運転される。外部エバポレーターは加熱管により融解され得て、一方で、バッテリーは冷却され続け、ヒートポンプは入口−空気熱交換器の加熱管によりさらに温まる。
【００３１】
また、本発明は、上述の冷却設備を装備した、または上述の冷却設備システムを装備した、車両（具体的には、バス、鉄道車両または冷蔵輸送車）に関する。
【００３２】
［例示的な実施態様］
本発明の例示的な実施態様を、図面に基づいて、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】加熱管および冷却管を備える、層状パイプのパイプ束の設計の切替可能な熱交換器を斜視図で示す。
【図１ｂ】交互に配置された加熱および冷却管を備える図１ａの切替可能な熱交換器を断面図で示す。
【図１ｃ】局所的に配置された加熱および冷却管を備える図１ａの切替可能な熱交換器を断面図で示す。
【図２】第一の実施態様における、図１ａ、図１ｂおよび図１ｃによる切替可能な熱交換器を備える冷却設備を示す。
【図３】第一の切替可能な熱交換器の加熱運転モードでの図２の冷却設備を示す。
【図４】第一の切替可能な熱交換器の冷却運転モードでの図２の冷却設備を示す。
【図５】再加熱運転モードでの図２の冷却設備を示す。
【図６】図２による冷却設備を備える、および、温水熱交換器および冷水熱交換器を備える例示的な拡張した冷媒回路を備える、冷却設備システムの一実施態様を示す。
【図７】冷却設備を備える、および、例示的な拡張した冷媒回路を備える、冷却設備システムのさらなる実施態様を示す。
【図８】冷却設備を備える、および、例示的な拡張した冷媒回路を備える、冷却設備システムのさらなる実施態様を示す。
【図９】冷却設備を備える、および、例示的な拡張した冷媒回路を備える、冷却設備システムのさらなる実施態様を示す。
【図１０】フラットパイプ設計の切替可能な熱交換器の平面図を示す。
【図１１】交互に配置された加熱管および冷却管を備える、図１０の切替可能なフラットパイプ熱交換器の断面図である。
【図１２】図１０のフラットパイプ熱交換器の、加熱マニホールドを通した断面図である。
【図１３】図１０のフラットパイプ熱交換器の、冷却マニホールド（冷却管の通過流ダイアグラムを備える）を通した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図面は、本発明を概略的に示すだけである。別段の記載がない限り、同一または同様の参照名称が同一または類似の部材に用いられる。
【００３５】
図１ａは、加熱管１２および冷却管１４を備える切替可能な熱交換器１０を斜視図で示す。図１ｂは、加熱管１２および冷却管１４を備える切替可能な熱交換器１０を断面図で示す。
【００３６】
熱交換器１０は、加熱管１２および冷却管１４を単一のハウジング１６内に統合する層状の熱交換器として設計される。加熱管１２は、相対的に高い作動圧力により厚い壁の形状である。ハウジング１６は、それぞれの場合において、加熱管１２および冷却管１４について１つの冷媒入口および１つの冷媒出口をさらに備える。加熱管１２および冷却管１４は、図１ｂの断面図に示されるように、層１８によりハウジング１６および互いに接続される。
【００３７】
図１ｂでは、加熱管１２および冷却管は、交互の様式で配置される。このことは、加熱管１２および冷却管１４が、交互の様式で互いに隣接して配置されることを意味する。ここで、他の配置もまた想定される。
【００３８】
図１ｃは、代替の冷却／加熱管構造を有する切替可能な熱交換器の断面図である。
【００３９】
図１ｃでは、加熱管１２および冷却管１４は、層１８の異なる領域に配置される。本実施態様では、特に有利な様式で再加熱運転モードを実施することができる。再加熱運転モードの過程の間、入口空気は最初に冷却管１４の領域を通って流れ、入口空気中に含まれる蒸気を凝縮することができるように露点温度未満まで冷却される。続いて、冷たい入口空気が加熱管１２の領域を通って流れ、暖かい乾燥した空気が最終的に流出するように再度加熱される。
【００４０】
さらに、加熱管１２および冷却管１４は、それぞれの場合において、切替可能な冷媒回路２０を介して接続されて冷却設備２２を形成し、その切替可能な熱交換器１０は、冷却運転モードと加熱運転モードとの間で切り替えることができる。
【００４１】
加熱管１２および冷却管１４は、冷媒（例えばＲ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ１５２ａ、Ｒ１６１、Ｒ１７０、Ｒ２９０、Ｒ６００、Ｒ６００ａ、Ｒ７４４遷臨界、二酸化炭素（Ｒ７４４）、一酸化二窒素（Ｒ７４４ｊＡ）、Ｒ２３、Ｒ３２、または、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４０７Ａ、Ｒ４０７ＣおよびＲ４０７Ｆなどの混合物）を導く。二酸化炭素またはＲ１３４ａが特に好ましい。
【００４２】
層１８への加熱管１２および冷却管１４の接続の結果として、切替可能な熱交換器１０は、周囲に熱を伝達、または周囲から熱を吸収することができる。したがって、切替可能な熱交換器１０は、加熱運転モード（加熱管１２のみ冷媒が通って流れる）、および、冷却運転モード（冷却管１４のみ冷媒が通って流れる）を実現することを可能にさせる。したがって、冷却運転モードから加熱運転モードへの切替可能な熱交換器１０の切り替え（逆もまた同様）が、単純な様式で、切替可能な熱交換器１０の部材（具体的には、温度変化の結果として負荷に供される冷媒を導くパイプ）なしで可能である。
【００４３】
図２は、第一の実施態様での、図１による切替可能な熱交換器１０を備える冷却設備２２を示す。
【００４４】
冷却設備２２は、例えば入口−空気熱交換器または冷房室熱交換器として使用することができる第一の切替可能な熱交換器１０ａ、および、例えば外部−空気熱交換器として使用することができる第二の切替可能な熱交換器１０ｂを備える。切替可能な熱交換器１０ａ、１０ｂの両方とも、加熱管１２および冷却管１４を備え、それらは切替可能な冷媒回路２０により接続されて冷却設備２２を形成する。この目的のために、切替可能な冷媒回路２０は、冷媒の圧縮のためのコンプレッサ２４、冷媒の膨張のための膨張素子２６ａ、２６ｂ（例えば膨張バルブ）、および、加熱運転モードと冷却運転モードとの間を切り替えるためのバルブ２８ａ、２８ｂ（例えば電磁バルブ）を備える。
【００４５】
さらに、例示される実施態様では、切替可能な冷媒回路２０は、内部熱交換器３０ａ、３０ｂを備える。内部熱交換器３０ａ、３０ｂは、単なる任意選択であり、プレート型の熱交換器または二重パイプの熱交換器として設計され得る。内部熱交換器３０ａ、３０ｂによって、コンプレッサ２４の中に液体冷媒が通らないように冷媒の蒸発をより効果的にさせる。過熱冷媒を有する区域は、エバポレーター−１０ａまたは１０ｂの冷却管−から、それぞれ内部熱交換器３０ｂまたは３０ａに再配置され、エバポレーターの電力を増大させる。同時に、熱交換器１０ｂおよび１０ａの加熱管から出てくる冷媒は、それぞれ熱交換器３０ｂおよび３０ａ内でさらに冷却される。
【００４６】
図３は、第一の切替可能な熱交換器１０ａの加熱運転モードでの図２の冷却設備２２を示す。
【００４７】
第一の切替可能な熱交換器１０ａの加熱運転モードでは、第一の切替可能な熱交換器１０ａの冷却管１４の上流に接続されるバルブ２８ａは閉じている。冷媒はコンプレッサ２４内で圧縮され、パイプライン３２を介して第一の切替可能な熱交換器１０ａの加熱管１２へ導かれる。続いて、冷媒は、パイプライン３４、下流に接続された第一の内部熱交換器３０ａ、開放バルブ２８ｂおよび下流の膨張素子２６ｂを介して、第二の切替可能な熱交換器１０ｂの冷却管１４へ導かれる。第二の切替可能な熱交換器１０ｂの出口では、冷媒は、第一の内部熱交換器３０ａおよびパイプライン３６を介してコンプレッサ２４へ戻って逆流構造で導かれる。
【００４８】
この構造では、冷却設備２２は、第一の切替可能な熱交換器１０ａが周囲（入口空気）に熱を放出し、第二の切替可能な熱交換器１０ｂが周囲（外部空気）から熱を吸収するように、切り替えられる。したがって、第二の切替可能な熱交換器１０ｂはエバポレーターとして作用し、第一の切替可能な熱交換器１０ａはガスクーラーとして作用する。
【００４９】
図４は、第一の切替可能な熱交換器１０ａの冷却運転モードでの図２の冷却設備２２を示す。
【００５０】
第一の切替可能な熱交換器１０ａの冷却運転モードでは、バルブ２８ｂ（第一の切替可能な熱交換器１０ａの加熱管１２の下流に接続され、および、第二の切替可能な熱交換器１０ｂの冷却管１４の上流に接続される）は閉じている。冷媒はコンプレッサ２４内で圧縮され、パイプライン３８を介して第二の切替可能な熱交換器１０ｂの加熱管１２へ導かれる。続いて、冷媒は、パイプライン４０、第一の内部熱交換器３０ｂの下流、開放バルブ２８ａおよび下流に接続された膨張素子２６ａを介して、第一の切替可能な熱交換器１０ａの冷却管１４へ導かれる。第一の切替可能な熱交換器１０ａの出口では、冷媒は、第二の内部熱交換器３０ｂおよびパイプライン４２を介してコンプレッサ２４へ戻って逆流構造で導かれる。
【００５１】
この構造では、冷却設備２２は、第二の切替可能な熱交換器１０ｂが周囲（外部空気）へ熱を放出し、第一の切替可能な熱交換器１０ａが周囲（入口空気）から熱を吸収するように、切り替えられる。したがって、第一の切替可能な熱交換器１０ａはエバポレーターとして作用し、第二の切替可能な熱交換器１０ｂはガスクーラーとして作用する。
【００５２】
したがって、外部−空気熱交換器１０ｂは、その後に図３のとおりに運転モードに従ってヒートポンプエバポレーターとして再運転するために、図４に示すとおり、凍結後に融解することもできる。したがって、冷房室の熱交換器１０ａは、その後に図４に示される運転モードのとおりにエバポレーターとして再運転するために、図３のとおり、凍結が生じた後に融解することもできる。
【００５３】
図５は、再加熱運転モードでの図２の冷却設備２２を示す。
【００５４】
再加熱運転モードでは、第一および第二の切替可能な熱交換器１０ａ、１０ｂの周囲の空気は除湿される。この目的のために、バルブ２８ａ、２８ｂの両方とも開かれて、冷媒の流れを調節する。したがって、第一および第二の切替可能な熱交換器１０ａ、１０ｂは、上述の加熱運転モードおよび冷却運転モードの両方において、冷媒の流れに依存する様式で運転することが可能である。ここで、冷却運転モードは蒸気を凝結させる働きがあり、一方で、加熱運転モードは空気を暖めるのを可能にする。この運転モードでは、加熱電力および冷却電力を、実質的に連続可変の様式で需要に適応することができる。この目的のために、調節バルブ２８ａおよび２８ｂは、それぞれの他方のバルブ（すなわち調節バルブ２８ａおよび２８ｂ）よりも相応に少ない程度に開放される。調節バルブ２８ａおよび２８ｂによる体積流量の計量を通して、入口−空気熱交換器１０ａにおける所望の冷却電力および所望の加熱電力を調節することができる。
【００５５】
図６は、図２の冷却設備２２を備える、および、温水熱交換器４４および冷水熱交換器４６を備える例示的な拡張した冷媒回路２５を備える、冷却設備システム１００の一実施態様を示す。
【００５６】
冷却設備２２の構築は、図２〜図５のものに相当する。しかしながら、図６の実施態様では、さらなる分岐２５ａ、２５ｂが切替可能な冷媒回路２０に連結され、それらの分岐は、温水熱交換器４４および冷水熱交換器４６を備える。温水熱交換器４４および冷水熱交換器４６は、この場合、切替不可能な設計であり、プレート型の熱交換器または二重パイプの熱交換器として設計され得る。
【００５７】
温水熱交換器４４および冷水熱交換器４６の連結のために、チェックバルブ５０ａおよび５０ｂを備えるさらなる分岐したラインシステム５０が提供され、そのラインシステムは、切替可能な冷媒回路２０の分岐６２および６３に接続する。したがって、第一の切替可能な熱交換器１０ａの冷却運転モードおよび加熱運転モードでは、バルブ５２ａが開いている場合、冷媒は、コンプレッサ２４から分岐２５ａの温水熱交換器４４へ流れるということである。冷媒は、バルブ５０ｂおよび５２ｂを介して冷水熱交換器４６の分岐２５ｂへ、または、切替可能な第二の熱交換器１０ｂの冷却管１４および膨張素子２６ｂを介して、さらに流出することができる。第一の切替可能な熱交換器１０ａの冷却管１４および膨張素子２６ａを介した流出は、熱交換器１０ａの加熱運転モードが中断されないように、チェックバルブ５０ａにより回避される。分岐２５ｂの冷水熱交換器４６は、熱交換器１０ａの冷却運転モードではチェックバルブ５０ａが開き、熱交換器１０ａの加熱運転モードではチェックバルブ５０ｂが開くように、さらに接続される。さらなる膨張素子５６（冷水熱交換器４６の上流に接続され、バルブ５２ｂの下流に接続される）は、前記冷媒が冷水熱交換器４６に入る前に冷媒を膨張させる。続いて冷媒は、冷水熱交換器４６からコンプレッサ２４へ戻される。電磁バルブ５２ａおよび５２ｂは、温水および冷水熱交換器４４、４６を通る冷媒の流れの調節の役割があり、それぞれの場合において、これらの上流または下流に接続される。
【００５８】
拡張した冷媒回路２５により、単一の冷却設備システム１００内に異なる機能を統合することが可能であり、それにより、例えばバスなどの車両内の冷却設備システム１００の構築が非常に単純化され、冷却設備システム１００をより小型化することができる。
【００５９】
図７は、冷却設備２２を備える、および、例示的な拡張した冷媒回路２５を備える、冷却設備システム１００のさらなる実施態様を示す。
【００６０】
冷却設備２２の構築は、図２〜図５のもの（特に図６のもの）に相当する。しかしながら、図７の実施態様では、さらなる分岐２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆが、切替可能な冷媒回路２０に連結され、それらのさらなる分岐は、さらなる熱交換器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４６ａ、４６ｂ、４６ｃを備える。熱交換器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４６ａ、４６ｂ、４６ｃの連結のために、図６に関して既に説明したように、チェックバルブ５０ａおよび５０ｂを備える分岐したラインシステム５０が提供される。さらに、熱交換器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４６ａ、４６ｂ、４６ｃの上流または下流に接続された電磁バルブ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５２ｆは、冷媒の流れを調節する。
【００６１】
図７の実施態様では、さらなる熱交換器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４６ａ、４６ｂ、４６ｃは、様々な機能を行なうことができる。例えば、熱交換器４４ａおよび４６ａは、図６に関して記載のように冷水および温水熱交換器として設計され得る。さらなる熱交換器４４ｂおよび４６ｂは、例えば、車両内の運転室のための空気のヒーター４４ｂおよびクーラー４６ｂとして作用し得る。したがって、冷却設備システム１００は、冷却または加熱のためのさらなる熱交換器４４ｃ、４６ｃを備えるように実質的に任意の所望の様式で拡張することができる。
【００６２】
図８は、冷却設備２２を備える、および、例示的な拡張した冷媒回路２５を備える、冷却設備システム１００のさらなる実施態様を示す。
【００６３】
冷却設備システム１００の構築は図７のものに相当する。しかしながら、図８の実施態様では、チェックバルブ５０ａおよび５０ｂを備えるラインシステム５０の代わりに、制御可能な電磁バルブ５８ａ、５８ｂがパイプライン６０ａ、６０ｂ内に配置される。したがって、パイプライン６０ａ内の電磁バルブ５８ａ（第一の切替可能な熱交換器１０ａに割り当てられる）は、バルブ２８ａと膨張素子２６ａとの間に接続される。拡張した冷媒回路２５への連結は、電磁バルブ２８ａおよび５８ａの間で分岐する接続ライン６３により実現される。パイプライン６０ｂ内の電磁バルブ５８ｂ（第二の切替可能な熱交換器１０ｂに割り当てられる）は、バルブ２８ｂと膨張素子２６ｂとの間に接続される。拡張した冷媒回路２５への連結は、電磁バルブ２８ｂおよび５８ｂの間で分岐する接続ライン６２により実現される。電磁バルブ５８ａ、５８ｂの助けで、冷却設備２２と拡張した冷媒回路２５との間の連結を、より単純かつ、より柔軟にすることが可能である。図８の設計変更では、図６および図７の冷却設備の設計変更とは対照的に、したがって、切替可能な第二の熱交換器１０ｂは、凍結が熱交換器１０ｂの冷却運転モード中に生じた後に、第一の切替可能な熱交換器１０ａの加熱運転モードが中断されずに、非常に単純で効果的な様式で融解することも可能である。この目的のために、冷媒は、第一および第二の切替可能な熱交換器１０ａ、１０ｂの加熱管１２を介してコンプレッサ２４から導かれる。電磁バルブ２８ａおよび２８ｂは開いている。電磁バルブ５８ａおよび５８ｂは閉じているため、切替可能な熱交換器１０ａ、１０ｂの両方の冷却管１４は遮断される。冷媒は、アクティブのエバポレーター４６ａ、４６ｂまたは４６ｃにより、再度コンプレッサ２４に戻ることができる。この目的のために特に適切なのは冷水熱交換器４６であり、他のプロセス（例えばバッテリー冷却またはエンジン冷却）からの廃熱を利用可能にする。これは、図７の設計変更では、熱交換器１０ｂの両方の冷却管１４を介して熱交換器１０ｂの加熱管１２から冷媒が流出し、したがって、熱交換器１０ａの加熱運転モードを中断させるので、不可能である。
【００６４】
図９は、冷却設備２２を備える、および、例示的な拡張した冷媒回路２５を備える、冷却設備システム１００のさらなる実施態様を示す。
【００６５】
冷却設備システム１００の構築は図８のものに相当する。しかしながら、図９の実施態様では、さらなる単純化が提供される。バルブ２８ａ、２８ｂ、５８ａ、５８ｂおよび５２ａ〜５２ｆは、電子的にアクチュアブルな調節バルブとして設計され、それにより、冷却設備システム１００の個々の分岐内の冷媒の流れを調節することができる。膨張素子２６ａ、２６ｂおよび５６ａ〜５６ｃは省くことができる。この方法では、必要とされる電力レベルに従って、コンプレッサ２４の上流の過熱（したがって、エバポレーター熱交換器の個々の分岐内の個々の流量および総体積流量）を調節することができる中枢調節を実現することが可能である。冷却設備システム１００内の過冷却または最適高圧（したがって、ガスクーラー熱交換器の個々の分岐内の個々の流量および総体積流量）も同様に、必要とされる電力レベルに従って調節することが可能である。
【００６６】
さらに、図９の冷却設備２２は、単一の内部熱交換器７０のみ提供し、それはコンプレッサ２４の上流に直接接続される。したがって、内部熱交換器７０は、一般的なラインで提供され、逆流構造で冷媒の総体積流量を導く。したがって、コンプレッサ入口での過熱がわずかである場合、個々のエバポレーター熱交換器は、液体冷媒により過熱されずに、すなわち過熱されずに、運転することが可能である。過冷却、およびしたがって最適高圧は、内部熱交換器７０の高圧入口において、圧力および温度に従って、さらに調節することができる。過熱は、圧力および温度に従って、内部熱交換器７０の低圧出口において調節され得る。
【００６７】
図１０〜図１３は、加熱管および冷却管を備えるフラットパイプ熱交換器を示す。
【００６８】
図１１の図から、そこに示されるフラットパイプ熱交換器８０は、交互の配列の加熱管１２および冷却管１４を備えることを知ることができる。相対的に高圧のレベルのため、加熱管１２は、図１１の図示からも知ることができるように、より大きな壁厚で形成される。加熱管１２の入口は、マニホールド９０を通して図１０の左手側にある。図１２は、加熱マニホールド９０を通した断面を示す。入ってくる冷媒は、この例示的な実施態様では、３本の平行な加熱管１２の間に分配される。片方側で、加熱管１２は、それぞれの場合において、迂回路が可能であるように小さな接続管８８により接続される。３本の加熱管１２を通って再び左手側に流れる冷媒は、そこで再び１本の加熱管１２に集まり、接続管８８を介して再び右へ流れ、加熱管１２を通って加熱マニホールド９０へ戻って再び左へ、接続管８８を介して加熱管１２を通って再び右へ、そして加熱管１２を通って加熱マニホールド９０へ再び左へ流れ、そこで冷媒は最終的に出てくる。
【００６９】
冷却管１４の入口は、マニホールド９２を通して図１０の右手側にある。入ってくる冷媒は、この例示的な実施態様では、２本の平行な冷却管１４の間に分配される。左手側で、冷却管１４は、それぞれの場合において、迂回路が可能であるように小さな接続管８８により互いに接続される。２本の冷却管１４を通って再び右手側に流れる冷媒は、そこで再び４本の冷却管１４の間に分配され、接続管８８を介して左へ再び、および４本の冷却管１４を通って冷却マニホールド９２へ戻って再び右へ流れ、そこで前記冷媒は最終的に出てくる。エバポレーターマニホールドの中間仕切りにはオリフィス８６が提供され、それは、乱気流を起こすことにより、二相冷媒の蒸気および液体の均一分散を促進する。
【００７０】
図１０の図はフラットパイプ熱交換器を示す。図１１は、加熱フラットパイプおよび冷却フラットパイプの配列を、図１３のフラットパイプ熱交換器の断面で示す。図１２は、加熱マニホールド９０を備える図１３のフラットパイプ熱交換器の断面図および流れの方向を示す。入口８２は上面で第一のマニホールド９０ａに接続され、出口８４は底面で前記第一のマニホールドに接続される。加熱管１２および接続管８８を介して、冷媒は第二の加熱マニホールド９０ｂへ、および再び第一の加熱マニホールド９０ａへ戻り、第二の加熱マニホールド９０ｂへ、および最終的に再び第一の加熱マニホールド９０ａへ、そして出口８４へ流れる。図１３は、図１０のフラットパイプ熱交換器の断面図であり、ここで、冷却マニホールド９２は入口８２に接続される。冷却管１４および接続管８８を介して、冷媒は、オリフィス８６を通って第二の冷却マニホールド９２ｂへ、そして再び第一のマニホールド９２ａへ戻り、そして最終的に出口８４へ流れる。
【００７１】
図２の冷却設備２２の調節は、図３〜図５において既に一部分が示されている。図３は最大加熱を示す。バルブ２８ｂが完全に開いてバルブ２８ａが完全に閉じているので、流れは、入口−空気熱交換器１０ａの加熱管１２を通って、そして外部−空気熱交換器１０ｂの冷却管１４を通って通過する。対照的に、図４は最大冷却を示す。バルブ２８ａが完全に開いてバルブ２８ｂが完全に閉じているので、流れは、入口−空気熱交換器１０ａの冷却管１４を通って、そして外部−空気熱交換器１０ｂの加熱管１２を通って通過する。図５は、流れが入口−空気熱交換器１０ａおよび外部−空気熱交換器１０ｂの加熱管１２および冷却管１４の両方を通って通過する中間段階を示す。ここで、コンプレッサ２４が動作している間、バルブ２８ａおよび２８ｂの両方ともが完全に閉じていることは決してないことを確実にすべきである。多段階の調節は以下のリストから明らかである：
【００７２】
【表１】
0006739344.tif 000002
【００７３】
また代わりに、中立モードは、非アクティブにされた（ｄｅａｃｔｉｖａｔｅｄ）コンプレッサ２４、および、場合により閉じたバルブ２８ａおよび２８ｂによって実施されてもよい。外部−空気熱交換器１０ｂの融解は、熱交換器１０ａおよび１０ｂでのファンを非アクティブにするが、冷却４モードで行なわれる（図４）。外部−空気熱交換器１０ｂのファンの非アクティブ化は、この場合、いやおうなしに必要である。
【００７４】
バルブ２８ａおよび２８ｂは、各々の他方が閉じている間、常に片方が開いているように、交互に作動することも可能である。それから、以下のリストに従って調節を行なうことが可能である：
【００７５】
【表２】
0006739344.tif 000003
【００７６】
システムが図６および図７のように拡張する場合、切替可能な熱交換器１０ａおよび１０ｂの調節は、上記に示した表のように実現され得る。また、追加の熱交換器４４（ａ、ｂ、ｃ、・・・）は、それらのそれぞれ関係があるバルブ５２ａ（ｃ、ｅ、・・・）によって、ｘ％（０％〜１００％）に開かれることにより多段階または連続可変の様式で調節してもよい。また同様に、追加の冷却熱交換器４６（ａ、ｂ、ｃ、・・・）は、前記のそれぞれ関係があるバルブ５２ｂ（ｄ、ｆ、・・・）によって、ｘ％（０％〜１００％）に開かれることにより多段階または連続可変の様式で調節してもよい。外部−空気熱交換器１０ｂの融解の場合では、加熱熱交換器４４（ａ、ｂ、ｃ、・・・）の全ての他のバルブ２８ｂ、５２ａ、５２ｃ、５２ｅ、・・・が閉じている間、バルブ２８ａが開いていることが重要である。冷却バルブ５２ｂ、５２ｄ、５２ｆ、・・・は、これにより影響を受けない。
【００７７】
追加の加熱バルブ５２ａ、５２ｃ、５２ｅ、・・・のうちの少なくとも１つが開いている場合は、以下のリストから明らかなように、バルブ２８ａおよび２８ｂの開放は減らすことができる：
【００７８】
【表３】
0006739344.tif 000004
【００７９】
図８は、バルブ５８ａおよび５８ｂを含む、冷却設備２２の拡張を示す。ここで、チェックバルブは省くことが可能である。熱交換器１０ａおよび１０ｂ内の冷却管１４がバルブ５８ａおよび５８ｂにより遮断されているおかげで、さらなる冷却熱交換器４６の優先冷却が可能である。例えば、バッテリー冷却のための冷水熱交換器が最優先であることを目的とする場合に、これは特に有利である。この場合、外部−空気熱交換器１０ｂは、加熱運転モードを中断せずに融解されることも可能である：
【００８０】
【表４】
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【００８１】
【表５】
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【００８２】
【表６】
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【００８３】
図９のような冷却設備システム１００の調節は、図８と併用した調節と同様に実現される。しかしながら、電子膨張バルブの開放を、連続的な様式で需要に適用することができる。バルブ２８ａ、２８ｂおよび５２ａ、５２ｃおよび５２ｅの開放度の総計は、冷却設備システム１００内の高圧を決定し、熱交換器７０の高圧入口における温度に相応な様式で調節することができる。圧力が所定の圧力よりも高い場合は、開放度は比例的に増大される。過度に低い圧力の場合は、バルブ２８ａ、２８ｂ、５２ａ、５２ｃ、５２ｅの開放度は比例的に低減される。したがって、最適高圧を、例えば５Ｋ過冷却に調整することが可能である。バルブ５８ａ、５８ｂおよび５２ｂ、５２ｄおよび５２ｆの開放度の総計は、冷却設備システム１００の低圧を決定し、熱交換器７０の低圧出口における温度に相応な様式で調節することができる。圧力が所定の圧力よりも高い場合は、開放度は比例的に低減される。過度に低い圧力の場合は、開放度は比例的に増大される。したがってコンプレッサ２４の上流の最適過熱を、例えば５Ｋ過熱に調整することが可能である。過熱調節は、高圧調節よりも優先である。
【符号の説明】
【００８４】
［参照名称リスト］
１０  切替可能な熱交換器
１０ａ  第一の切替可能な熱交換器
１０ｂ  第二の切替可能な熱交換器
１２  加熱管
１４  冷却管
１６  ハウジング
１８  層
２０  冷媒回路
２２  冷却設備
２４  コンプレッサ
２５ａ  第一の分岐
２５ｂ  第二の分岐
２５ｃ  第三の分岐
２５ｄ  第四の分岐
２５ｅ  第五の分岐
２５ｆ  第六の分岐
２６ａ  第一の膨張素子
２６ｂ  第二の膨張素子
２８ａ  （第一の）電磁バルブ
２８ｂ  （第二の）電磁バルブ
３０ａ  （第一の）内部熱交換器
３０ｂ  （第二の）内部熱交換器
３２  パイプライン
３４  パイプライン
３６  パイプライン
３８  パイプライン
４０  パイプライン
４２  パイプライン
４４  温水熱交換器
４４ａ  第一の温水熱交換器
４４ｂ  第二の温水熱交換器
４４ｃ  第三の温水熱交換器
４６  冷水熱交換器
４６ａ  第一の冷水熱交換器
４６ｂ  第二の冷水熱交換器
４６ｃ  第三の冷水熱交換器
４８
５０    ラインシステム
５０ａ  チェックバルブ
５０ｂ  チェックバルブ
５２ａ  第一のバルブ
５２ｂ  第二のバルブ
５２ｃ  第三のバルブ
５２ｄ  第四のバルブ
５２ｅ  第五のバルブ
５２ｆ  第六のバルブ
５４
５６    追加の膨張素子
５８ａ  （第一の）電磁バルブ
５８ｂ  （第二の）電磁バルブ
６０ａ、ｂ  パイプライン
６２  分岐、接続ライン
６３  分岐
７０  内部熱交換器
８０  フラットパイプ熱交換器
８２  入口側
８４  出口側
８５  経由流路
８６  オリフィス
８８  接続管
９０  加熱マニホールド
９２  冷却マニホールド
９４  層状の配置
９６
９８
１００  冷却設備システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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