(57)【要約】【課題】冷却材回路を一体化したヒートポンプを制御する方法を提供する。【解決手段】本発明は、低い大気温度で自動車を加熱するための加熱源として、冷却材回路を一体化したヒートポンプを制御する方法であって、吸気圧力を増加させるために、冷却材温度は、冷媒圧縮機において１．５バール以上の低圧を高くするように、冷却材回路内の電気加熱要素を用いて上昇されることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低い大気温度で自動車を加熱するための加熱源として、冷却材回路を一体化したヒートポンプを制御する方法であって、
吸気圧力を増加させるために、冷却材温度は、冷媒圧縮機において１．５バール以上の低圧を高くするように、上記冷却材回路内の電気加熱要素を用いて上昇されることを特徴とする方法。
【請求項２】
上記冷媒圧縮機における上記低圧は、１．８バール以上に設定される請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記冷却材温度は、上記ヒートポンプの性能を高めるために、電気加熱要素により最低温度レベルを−１０℃に上昇され、
上記冷却材温度は、電気加熱要素により最高温度レベルを０℃にのみ上昇され、
上記冷却材温度は、電気加熱要素を使用して、上記大気温度より最大１０Ｋだけ上昇する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
上記電気加熱要素は、−１０℃未満の大気温度からのみに使用される請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
冷却材としてグリコール・水混合物が使用される請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
上記ヒートポンプは、上記自動車の上記冷媒システムの追加回路として構成され、上記ヒートポンプは、上記冷媒システムの中に一体化される請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
Ｒ１３４ａ又はＲ１２３４ｙｆは、冷媒として使用される請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
上記冷媒圧縮機の上記吸気圧力は、１．５バール以上上昇される請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
ＰＴＣ加熱要素は、電気加熱要素として使用される請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車を低い大気温度において加熱するための加熱源として、冷却材回路を一体化したヒートポンプを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の内燃機関を備えた車両、ハイブリッド車又は電動車両では、駆動システムが送達する排熱量が小さ過ぎるので車両を加熱できないという、当技術分野で公知の課題が存在する。この状況において、ほとんどの場合に存在する冷媒システムが、ヒートポンプ方式で作動可能であるという点から、理解される場合がある、追加の加熱システムを提供することが周知である。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ＨＶＡＣが、車両における組合せ型冷凍プラント及びヒートポンプ作動で知られており、車両内で全冷凍質量流は、システムの作動方式に依存して、冷凍プラント凝縮器又はヒートポンプ蒸発器のそれぞれを通過する。
【０００４】
特許文献２では、自動車、特に燃料電池を備えた電動車両のための冷却・加熱回路が開示されており、冷却・加熱回路の温度を上げる少なくとも２つの装置、冷却・加熱回路の温度を下げる２つの装置、及び少なくとも１つのポンプが提供されている。温度を上げる及び／又は下げる装置は、それらの作動状態、特にそれらの温度に依存して、冷却・加熱回路に少なくとも部分的に割り当てられる。排熱の使用を改善するために、ヒートポンプ回路を冷却・加熱回路に割り当てることができる。
【０００５】
特許文献３から、電気的に駆動可能な車両のための加熱システム及び作動方法が知られており、熱貯蔵装置は、冷却水回路としても確立されることが可能であり、電池を充電工程中に電気加熱を使用して充電される。貯蔵装置の温度は、計画された移動時間に対して、自動車の内部がヒートポンプを使用して貯蔵装置から加熱可能であるように選択される。
【０００６】
先行技術は、様々な不利益を有する。例えば、特許文献１によるスイッチングは、冷凍プラント凝縮器内に高い圧力損失をもたらす。これは、氷結の危険を増加させる。
【０００７】
空気のヒートポンプの産出は、大気温度の低下を用いて低減するが、加熱需要は増加する。−１０℃未満の大気温度では、純粋な空気のヒートポンプは、必要とされる熱産出をもはや提供できず、他の熱源は、熱需要を満たすことを確保するために、回路を一体化させなければならない。
【０００８】
特許文献３等、ヒートポンプ作動方式において他の熱源を一体化するために、当該技術分野で周知の手法は、冷媒装置により平行に通される。これは、冷媒装置が能動的に通されない平行線内に制御されないやり方で移動される危険をはらんでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００６０２６３５９号明細書
【特許文献２】独国特許第１９８５０８２９号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００９０３９６８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、非常に低い大気温度で作動する際に、ヒートポンプの効果を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
課題は、請求項１の特徴によって解決される。さらなる実施形態が、従属する請求項で提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
具体的には、課題は、吸気圧力を増加させるために、冷却材温度を、冷媒圧縮機において１．５バール（bar） 以上の低圧を高くするように、冷却材回路内の電気加熱要素を用いて上昇されるという点において、低い大気温度で自動車を加熱するための加熱源として、冷却材回路を一体化したヒートポンプを制御する方法によって解決される。
【００１３】
具体的に好ましくは、低圧は１．８バール以上である。
【００１４】
本発明のさらなる発展により、ヒートポンプを制御する方法は、冷却材温度は、ヒートポンプの効果を高めるために、電気加熱要素を使用して最低温度レベルが−１０℃まで上昇され、且つ冷却材温度が、電気加熱要素を使用して大気温度より最大１０Ｋだけ上昇された冷却材温度で、電気加熱要素を使用して最高温度レベルを０℃まで上昇されるように、設計されている。
【００１５】
本発明の他の有利な実施形態は、電気加熱要素が、−１０℃未満の大気温度からのみに使用されることである。
【００１６】
グリコール・水混合物は、好ましくは、冷却材として使用される。
【００１７】
冷媒システムの確立は、好ましくは、ヒートポンプが自動車の冷媒システムの追加回路として確立されるさらなる発展がなされ、ヒートポンプは、冷媒システムを一体化される。
【００１８】
本発明による制御戦略は、具体的には、次のような冷媒、すなわち、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ又は比較可能な臨界未満の冷媒に対して有利に使用される。
【００１９】
好ましくは、冷媒圧縮機の吸気圧力は、１．５バール以上に上昇する。
【００２０】
電気加熱要素としてＰＴＣ加熱要素を使用することが特に有利である。
【００２１】
したがって、本発明の概念は、電気加熱要素を使用して最低温度レベルへの水温の制御に起因して、ヒートポンプの作動の最も有効な手法が、吸気圧力を上昇することによって可能になることである。
【００２２】
このような方法で、低い大気温度に対するヒートポンプの上昇機能は、ヒートポンプの作動の型に統合可能である。これにより、燃料消費が低減され、具体的には、利用可能な廃熱はさらにヒートポンプによって使用できるので、純粋な電気加熱に比較して求められるエネルギーが低減される。要するに、電動車両の範囲を増加することができ、電池の容量がより良好に使用される。