Patent DE-102013114307-B4 (DE)
Title: Verfahren zum Steuern einer kombinierten Heiz- und Kühl-Dampfkompressionsanlage
Inventor: STYLES BRYAN M
IPC: B60H1/32
Filed: 2013-12-18
Granted: 2022-09-29
Abstract: Verfahren zum Steuern einer kombinierten Heiz- und Kühl-Dampfkompressionsanlage (100, 200) zur Verwendung in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass:jeweils ein erster Vorzustand <302>, ein zweiter Vorzustand <303>, ein dritter Vorzustand <304> mit einer Steuerung (123) detektiert wird, wobei der erste Vorzustand <302> eine Anforderung nach Kühlung in einer Fahrzeugkabine (122) ist, der zweite Vorzustand <303> eine Anforderung nach Erwärmung und Entfeuchtung in der Fahrzeugkabine (122) ist und der dritte Vorzustand <304> eine Anforderung nach ausschließlich Erwärmung in der Fahrzeugkabine (122) ist;eine erste Steueraktion mit der Steuerung (123) ausgeführt wird, wenn der erste Vorzustand <302> detektiert ist, um einen Betrieb der Dampfkompressionsanlage (100, 200) in einem ersten Modus zuzulassen, in welchem eine Kühlung der Fahrzeugkabine (122) angefordert ist;eine zweite Steueraktion mit der Steuerung (123) ausgeführt wird, wenn der zweite Vorzustand <303> detektiert ist, um einen Betrieb der Dampfkompressionsanlage (100, 200) in einem zweiten Modus zuzulassen, in welchem sowohl eine Erwärmung der Fahrzeugkabine (122) als auch Entfeuchtung der Fahrzeugkabine (122) angefordert sind; undeine dritte Steueraktion mit der Steuerung (123) ausgeführt wird, wenn der dritte Vorzustand <304> detektiert ist, um einen Betrieb der Dampfkompressionsanlage (100, 200) in einem dritten Modus zuzulassen, in welchem ausschließlich eine Erwärmung der Fahrzeugkabine (122) angefordert ist;wobei die erste Steueraktion die Schritte umfasst, dass:einem ersten Strömungssteuerventil (120) signalisiert wird, eine erste Position einzunehmen, um die Strömung des gesamten Kältemittels in der Dampfkompressionsanlage (100, 200) durch einen ersten Wärmetauscher (103) zu leiten, und einem zweiten Strömungssteuerventil (106) signalisiert wird, zu öffnen, so dass das Kältemittel zu jedem eines RESS-Kühlers (115) über die erste Expansionsvorrichtung (108) und den Kabinenverdampfer (113), über das zweite Strömungssteuerventil (106) und die zweite Expansionsvorrichtung (107) gleichzeitig gelenkt wird, um die Fahrzeugkabine (122) und den RESS-Kühler (115) zu kühlen;wobei die zweite Steueraktion die Schritte umfasst, dass:dem ersten Strömungssteuerventil (120) signalisiert wird, eine zweite Position einzunehmen, um die Kältemittelströmung in der Dampfkompressionsanlage (100, 200) durch einen zweiten Wärmetauscher (111a, 111c) zu leiten, wodurch eine Abgabe von Wärme von dem Kältemittel an die Umgebung verhindert wird;dem zweiten Strömungssteuerventil (106) signalisiert wird, zu öffnen, wobei eine gleichzeitige Strömung von Kältemittel durch sowohl einen Kabinenverdampfer (113) als auch einen RESS-Kühler zugelassen ist, um den RESS-Kühler (115) zu kühlen und die Fahrzeugkabine (122) zu kühlen und zu entfeuchten;ein Kompressor (102) betrieben wird, um das Kältemittel durch die Dampfkompressionsanlage (100, 200) zu zirkulieren; undeine Wärmepumpenleistungsfähigkeit der Dampfkompressionsanlage (100, 200) bewertet wird, wenn der Kompressor (102) bei einer vorbestimmten Drehzahl betrieben wird,wobei das Bewerten der Wärmepumpenleistungsfähigkeit der Dampfkompressionsanlage (100, 200) ferner die Schritte umfasst, dass:ein Ergebnis einer Wärmepumpenleistungsfähigkeit rückgeführt wird, wobei das Ergebnis angibt, dass eine Wärmepumpenleistungsfähigkeit in einem ersten Zustand, bei dem die Wärmepumpenleistungsfähigkeit angemessen ist, so dass die Fahrzeugkabine (122) ausreichend Wärme empfängt, jedoch die Dampfkompressionsanlage (100, 200) keine unnötige Arbeit ausführt, einem zweiten Zustand, bei dem die Wärmepumpenleistungsfähigkeit nicht angemessen ist, so dass die Dampfkompressionsanlage (100, 200) nicht ausreichend Wärme für die Fahrzeugkabine (122) erzeugt, oder einem dritten Zustand, bei dem die Wärmepumpenleistungsfähigkeit übermäßig ist, so dass die Dampfkompressionsanlage (100, 200) Wärme für die Fahrzeugkabine (122) über die erforderliche Wärmemenge hinaus bereitstellt und daher unnötige Arbeit ausführt, resultiert; undferner mit dem Schritt, dass:die Kühlmittelströmung durch einen RESS-Kühler (115) eingestellt wird und der Ausgang einer elektrischen Heizung (112) eingestellt wird, um ein Ergebnis einer Wärmepumpenleistungsfähigkeit zu erhalten, das den ersten Zustand angibt, wobei das Einstellen der Kühlmittelströmung durch einen RESS-Kühler (115) und ein Einstellen des Ausgangs einer elektrischen Heizung (112), um ein Ergebnis einer Wärmepumpenleistungsfähigkeit zu erhalten, das den ersten Zustand angibt, ferner die Schritte umfasst, dass:der Ausgang der elektrischen Heizung (112) reduziert wird;eine Kühlmittelströmung durch den RESS-Kühler (115) reduziert wird;dem ersten Steuerventil (120) signalisiert wird, eine dritte Position einzunehmen, in welcher Kältemittel sowohl dem ersten Wärmetauscher (103) als auch dem zweiten Wärmetauscher (111a, 111c) gleichzeitig zugeführt wird und ein Betrieb der Dampfkompressionsanlage (100, 200) in einem vierten Modus zugelassen wird, wobei der vierte Modus ein gleichzeitiges Heizen und Kühlen der Fahrzeugkabine (122) unterstützt; undeine Luftmischtüre (125) eingestellt wird, um die Luftmenge, die über die Heizung (112) und in die Fahrzeugkabine (122) strömen kann, zu reduzieren, undwobei die dritte Steueraktion ferner umfasst, dass:einem ersten Strömungssteuerventil (120) signalisiert wird, eine zweite Position einzunehmen, um die Kältemittelströmung in der Dampfkompressionsanlage (100, 200) durch einen zweiten Wärmetauscher (111a, 111c) zu leiten und eine Abgabe von Wärme von dem Kältemittel an eine Umgebung zu verhindern;einem zweiten Strömungssteuerventil (106) signalisiert wird, zu schließen, in der eine Strömung von Kältemittel durch einen RESS-Kühler (115) zugelassen ist, jedoch eine Strömung des Kältemittels durch einen Kabinenverdampfer (113) blockiert ist;der Kompressor (102) betrieben wird, um das Kältemittel durch die Dampfkompressionsanlage (100, 200) zu zirkulieren;der tatsächliche Ausströmdruck des Kompressors (102) unter Verwendung eines hochdruckseitigen Drucksensors (117) bewertet wird;ein Ziel-Ausströmdruck ermittelt wird, um eine vorbestimmte Kältemitteltemperatur zu erzielen; undder tatsächliche Ausströmdruck und der Ziel-Ausströmdruck verglichen werden.