DE10338388B3

DE10338388B3 - Method for controlling an air conditioning system

Info

Publication number: DE10338388B3
Application number: DE2003138388
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Wertenbach
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: WO2005022051A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Regelung einer Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei welchem in einem Kältekreislauf (1) mit einem Verdichter (2), einem Gaskühler (3), einem inneren Wärmetauscher (4), einem Expansionsventil (6), einem Verdampfer (7) und einem Sammelbehälter (8) ein Kältemittel zirkuliert, wird der Kältekreislauf überkritisch betrieben. Die Leistung des inneren Wärmetauschers (4) wird derart begrenzt, dass die Temperatur des Verdichters (2) und/oder des Kältemittels einen kritischen Wert nicht übersteigt.In a method for controlling an air conditioning system, in particular for a motor vehicle, in which in a refrigeration cycle (1) with a compressor (2), a gas cooler (3), an internal heat exchanger (4), an expansion valve (6), an evaporator ( 7) and a collecting container (8) circulates a refrigerant, the refrigeration cycle is operated supercritically. The power of the internal heat exchanger (4) is limited so that the temperature of the compressor (2) and / or the refrigerant does not exceed a critical value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Klimaanlage nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher beschriebenen Art.The The invention relates to a method for controlling an air conditioning system after the manner described in more detail in the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 199 25 744 A1 bekannt. Dabei sind auf der Hochdruckseite des Kältekreislaufs ein Verdichter, ein Gaskühler und ein Hochdruckbereich eines inneren Wärmetauschers angeordnet. Die Niederdruckseite des Kältekreislaufs weist ein Expansionsventil, einen Verdampfer, einen Sammelbehälter und einen Niederdruckbereich des inneren Wärmetauschers auf. In dem Verdichter wird das Kältemittel verdichtet, was zu einer Temperaturerhöhung desselben führt. Nachfolgend gibt das Kältemittel Wärme an die Umgebung ab und kühlt in dem inneren Wärmetauscher weiter ab. Im Expansionsventil wird es auf einen niedrigeren Druck entspannt und verdampft im Verdampfer unter Wärmeaufnahme aus der Zuluft. In dem inneren Wärmetauscher muss das Kältemittel die Wärme der Hochdruckseite aufnehmen und gelangt wieder in den Verdichter, wodurch ein geschlossener Kältekreislauf entsteht.A generic method is for example from the DE 199 25 744 A1 known. In this case, a compressor, a gas cooler and a high pressure region of an inner heat exchanger are arranged on the high pressure side of the refrigeration cycle. The low pressure side of the refrigeration cycle includes an expansion valve, an evaporator, a sump, and a low pressure region of the internal heat exchanger. In the compressor, the refrigerant is compressed, resulting in a temperature increase thereof. Subsequently, the refrigerant releases heat to the environment and further cools in the inner heat exchanger. In the expansion valve, it is expanded to a lower pressure and evaporates in the evaporator while absorbing heat from the supply air. In the internal heat exchanger, the refrigerant must absorb the heat from the high pressure side and return to the compressor, creating a closed refrigeration cycle.

Bereits im bekannten Stand der Technik wurde festgestellt, dass für einen effizienten Betrieb der Klimaanlage ein transkritischer bzw. überkritischer Kältekreislauf vorteilhaft ist, da nur durch die hierbei auftretende hohe Temperatur des Kältemittels eine hohe Wärmeabgabe an die Umgebung stattfinden kann. Aus diesem Grund ist es bei derartigen überkritischen Prozessverläufen, bei denen zwischen dem Verdichterausgang und dem Eingang des Expansionsventils kein Phasenübergang zwischen der gasförmigen und der flüssigen Phase stattfindet, erforderlich, das Kältemittel auf möglichst hohe Verdichtungstemperaturen zu komprimieren.Already in the known prior art it was found that for a efficient operation of the air conditioning a trans-critical or supercritical refrigeration cycle is advantageous because only by the case occurring high temperature of the refrigerant a high heat output can take place to the environment. For this reason, it is in such supercritical Process gradients, where between the compressor outlet and the inlet of the expansion valve no phase transition between the gaseous and the liquid Phase takes place, necessary, the refrigerant on as possible to compress high compression temperatures.

Die Grenzen einer solchen Erhöhung der Kältemitteltemperatur sind insbesondere die zulässige Temperatur des Verdichters, jedoch auch die Temperatur des Kältemittels selbst. Hierbei hängt die Temperatur des Verdichters im wesentlichen von der Eintrittstemperatur des Kältemittels in den Verdichter, dem Verdichterdruckverhältnis, den dynamischen Eigenschaften des Verdichters und dem polytropen Wirkungsgrad ab. Zur Erhöhung der Effizienz und somit auch der Leistung wird bei dem bekannten transkritischen Kältekreislauf ein innerer Wärmetauscher verwendet, dessen Leistungsfähigkeit die Eintrittstemperatur in den Verdichter stark beeinflusst. Nimmt die Drehzahl der mit dem Verdichter verbundenen Brennkraftmaschine zu, so wird bei konstanter Kälteleistung der Massenstrom des Kältemittels geregelt, was beispielsweise durch das Verstellen des Verdichters vorgenommen werden kann. Wird der Verdichterhub reduziert, so nimmt der polytrope Wirkungsgrad des Verdichters ab, so dass die Verdichtungstemperatur bei konstant bleibendem Verdichterdruckverhältnis stark ansteigt.The Limits of such an increase the refrigerant temperature are in particular the permissible Temperature of the compressor, but also the temperature of the refrigerant itself. Hereby hangs the temperature of the compressor substantially from the inlet temperature of the refrigerant in the compressor, the compressor pressure ratio, the dynamic characteristics of the compressor and the polytropic efficiency. To increase the Efficiency and thus performance is in the known transcritical Refrigeration circuit uses an internal heat exchanger, its efficiency greatly influences the inlet temperature in the compressor. Take that Speed of the internal combustion engine connected to the compressor, so will be at constant cooling capacity the mass flow of the refrigerant regulated, for example, by adjusting the compressor can be made. If the compressor stroke is reduced, so takes the polytrope efficiency of the compressor decreases, so that the compression temperature at constant compressor pressure ratio increases sharply.

Um eine Schädigung der gesamten Anlage zu verhindern, wird bei bekannten Klimaanlagen bislang eine druck- oder temperaturabhängige Abschaltung der Anlage vorgenommen. Problematisch dabei ist jedoch, dass nach dem Abschlagen der Anlage keine Kälteleistung mehr zur Verfügung gestellt werden kann. Dies ist um so problematischer, als gerade bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine und hohen Außentemperaturen oftmals auch eine entsprechende Kälteleistung von der Klimaanlage gefordert wird.Around a damage To prevent the entire plant is used in known air conditioners So far, a pressure or temperature-dependent shutdown of the system performed. The problem with this, however, is that after knocking off the system no cooling capacity more available can be made. This is all the more problematic, as just at high speeds of the internal combustion engine and high outside temperatures often also a corresponding cooling capacity of the air conditioning is required.

Weitere ähnliche Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung von Klimaanlagen sind auch in der DE 198 13 673 A1 oder der DE 101 40 630 A1 beschrieben. Jedoch sind auch diese Lösungen nicht in der Lage, das beschriebene Problem zu beseitigen.Other similar methods and devices for controlling air conditioning systems are also in the DE 198 13 673 A1 or the DE 101 40 630 A1 described. However, these solutions are also unable to eliminate the problem described.

Aus der DE 692 19 621 T2 ist eine Dampfkompressionszyklus-Einrichtung mit einem Kompressor, einem Wärmetauscher, einem Expansionsventil und einem Verdampfer bekannt, bei der eine Steuer/Regeleinrichtung mit einem Element mit veränderbarem Volumen vorgesehen ist, wodurch der Druck auf der Hochdruckseite des Systems gesteuert werden soll.From the DE 692 19 621 T2 For example, there is known a vapor compression cycle device having a compressor, a heat exchanger, an expansion valve, and an evaporator in which a variable volume element controller is provided to control the high side pressure of the system.

Die DE 197 06 663 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung einer Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, gemäß welchem eine Regelung der Überhitzung des Kältemittels im Verdampfer erfolgt, in dem für die Berechnung der Ausgangssignale zur Ansteuerung des Expansionsventils der Abregelgrad des Kompressors und die jeweilige Verdampferlast berücksichtigt werden.The DE 197 06 663 A1 describes a method for controlling an air conditioner in a motor vehicle, according to which a control of the overheating of the refrigerant takes place in the evaporator, in which for the calculation of the output signals for driving the expansion valve of Abregelgrad the compressor and the respective evaporator load are taken into account.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Regelung einer Klimaanlage zur Verfügung zu stellen, welches auch im überkritischen Betrieb mit einer geeigneten Strategie betrieben werden kann, ohne dass bei einer drohenden Temperaturüberschreitung des Kältemittels die gesamte Klimaanlage abgeschaltet werden muss.It Object of the present invention, a method for control Air conditioning available which is also in supercritical operation can be operated with a suitable strategy without in the event of an impending temperature overrun of the refrigerant the entire air conditioning has to be turned off.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this Problem solved by the features mentioned in claim 1.

Erfindungsgemäß wird die Leistung des inneren Wärmetauschers durch eine Verringerung des Drucks in dem Kältekreislauf derart begrenzt, dass die Temperatur des Verdichters einen kritischen Wert, bei dem Schäden an dem Verdichter entstehen, nicht übersteigt. Damit ergibt sich eine Regelung des Kältekreislaufs, bei der sich die maximale Temperatur des Kältemittels in Betriebszuständen mit entsprechender Belastung stets entlang der kritischen Temperatur bewegt und diese nicht überschreitet. Dadurch wird eine Überhitzung des Ver dichters sowie eine Beschädigung von Bauteilen aufgrund einer zu starken Druckerhöhung mit einfachen Mitteln vermieden.According to the invention, the power of the internal heat exchanger is limited by a reduction in the pressure in the refrigeration circuit such that the temperature of the compressor does not exceed a critical value, which causes damage to the compressor. This results in a regulation the refrigeration cycle, in which the maximum temperature of the refrigerant always moves in operating states with corresponding load along the critical temperature and does not exceed. As a result, overheating of the United poet and damage to components due to excessive pressure increase is avoided by simple means.

Zur Begrenzung der Leistung des inneren Wärmetauschers und somit zur Verhinderung des Überschreitens des kritischen Werts der Temperatur des Kältemittels ergeben sich mehrere Möglichkeiten, die gegebenenfalls auch in Kombination eingesetzt werden können.to Limiting the performance of the internal heat exchanger and thus to Prevention of passing the critical value of the temperature of the refrigerant result in several Options, which may optionally be used in combination.

Zum einen ist es möglich, dass der durch den Verdichter erzeugte Druck durch eine Verringerung des Hubs des Verdichters reduziert wird. Zum anderen kann das Expansionsventil geöffnet und der Druck in dem Kältekreislauf verringert werden. Eine weitere Lösung kann darin bestehen, dass über eine Bohrung des Sammelbehälters zusätzliches Kühlmittel angesaugt und dem Kältekreislauf zugeführt wird.To the it is possible that the pressure generated by the compressor by reducing the Hubs of the compressor is reduced. On the other hand, the expansion valve open and the pressure in the refrigeration cycle be reduced. Another solution may be that via a bore of the collection container additional coolant sucked and the refrigeration cycle supplied becomes.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.following is an embodiment of Invention described in principle with reference to the drawing.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen Kältekreislauf einer Klimaanlage, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann; und 1 a refrigeration cycle of an air conditioner with which the method according to the invention can be carried out; and

2 ein Diagramm, in dem der Druck des Kältemittels über der spezifischen Enthalpie desselben aufgetragen ist. 2 a diagram in which the pressure of the refrigerant is plotted against the specific enthalpy of the same.

1 zeigt einen Kältekreislauf 1 einer in ihrer Gesamtheit nicht dargestellten Klimaanlage, welche zur Kühlung eines Innenraums eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Innerhalb des Kältekreislaufs 1 zirkuliert in an sich bekannter Weise ein Kältemittel, im vorliegenden Fall vorzugsweise CO₂. Das Kältemittel wird in einem Verdichter 2 verdichtet und anschließend einem Gaskühler 3 zugeführt. Dort gibt das Kältemittel Wärme an die Umgebung ab, wodurch die Temperatur des Kältemittels verringert wird. Eine weitere Temperaturverringerung des Kältemittels wird durch einen inneren Wärmetauscher 4 erreicht, welcher sich an den Gaskühler 3 anschließt. Der Verdichter 2, der Gaskühler 3 und der innere Wärmetauscher 4 sind durch Kältemittelleitungen 5 miteinander verbunden und bilden die Hochdruckseite des Kältekreislaufs 1. Die Kältemittelleitungen 5 verbinden auch die nachfolgend beschriebenen Bauteile des Kältekreislaufs 1. 1 shows a refrigeration cycle 1 an air conditioner, not shown in its entirety, which is provided for cooling an interior of a motor vehicle, also not shown. Inside the refrigeration cycle 1 circulates in a conventional manner, a refrigerant, in the present case preferably CO ₂ . The refrigerant is in a compressor 2 compressed and then a gas cooler 3 fed. There, the refrigerant releases heat to the environment, whereby the temperature of the refrigerant is reduced. Another temperature reduction of the refrigerant is through an internal heat exchanger 4 reached, which is connected to the gas cooler 3 followed. The compressor 2 , the gas cooler 3 and the inner heat exchanger 4 are by refrigerant pipes 5 connected together and form the high pressure side of the refrigeration cycle 1 , The refrigerant pipes 5 also connect the components of the refrigeration cycle described below 1 ,

Nach Durchlaufen des inneren Wärmetauschers 4, der einen Hochdruckbereich 4a und einen Niederdruckbereich 4b aufweist, gelangt das Kältemittel zu einem Expansionsventil 6, in dem es auf einen niedrigeren Druck entspannt wird. Anschließend strömt das Kältemittel wiederum durch die Kühlmittelleitungen 5 in einen Verdampfer 7, wo es unter Wärmeaufnahme aus der Zuluft zu dem Innenraum des Kraftfahrzeugs verdampft.After passing through the inner heat exchanger 4 that has a high pressure area 4a and a low pressure area 4b has, the refrigerant passes to an expansion valve 6 in which it is relaxed to a lower pressure. Subsequently, the refrigerant flows again through the coolant lines 5 in an evaporator 7 where it evaporates under heat absorption from the supply air to the interior of the motor vehicle.

An den Verdampfer 7 schließt sich ein Sammelbehälter 8 an, in den das Kältemittel einströmt. Von dem Sammelbehälter 8, auf den zu einem späteren Zeitpunkt näher eingegangen wird, gelangt das Kältemittel über den Niederdruckbereich 4b des inneren Wärmetauschers 4, an dem Wärme aus dem Hochdruckbereich 4b entnommen wird, wieder zu dem Verdichter 2, so dass der Kältekreislauf 1 geschlossen ist. Das Expansionsventil 6, der Verdampfer 7, der Sammelbehälter 8 sowie der Niederdruckbereich 4b des inneren Wärmetauschers 4 bilden die Niederdruckseite des Kältekreislaufs 1.To the evaporator 7 closes a collection container 8th on, in which the refrigerant flows. From the collection container 8th , which will be discussed in more detail later, the refrigerant passes through the low pressure area 4b of the internal heat exchanger 4 , on the heat from the high pressure area 4b is removed, back to the compressor 2 so that the refrigeration cycle 1 closed is. The expansion valve 6 , the evaporator 7 , the collecting container 8th as well as the low pressure area 4b of the internal heat exchanger 4 form the low pressure side of the refrigeration cycle 1 ,

Der beschriebene Kältekreislauf 1 wird in an sich bekannter Weise im sogenannten überkritischen bzw. transkritischen Prozess betrieben, bei dem kein Übergang zwischen der gasförmigen und der flüssigen Phase des Kältemittels stattfindet und das Kältemittel somit in dem Gaskühler 3 im gasförmigen Zustand verbleibt und in dem Expansionsventil 6 als Nassdampf vorliegt. Durch diesen transkritischen Betrieb des Kältekreislaufs 1 wird bei hoher Temperatur des Kältemittels eine hohe Wärmeabgabe an die Umgebung erreicht. Durch die Verdich tung des Kältemittels in dem Verdichter 2 steigt zusätzlich zu dem Druck auch die Temperatur des Kältemittels an, bevor es im nachfolgenden Gaskühler 3 die Wärme abgibt. Diese Temperatur kann bei sehr hohen Außentemperaturen und entsprechend hohen Drehzahlen des Verdichters 2 Werte erreichen, die sowohl das Kältemittel schädigen als auch den Verdichter 2 sehr stark beanspruchen, sodass der Temperatur des Kältemittels insbesondere aufgrund der zulässigen Temperatur des Verdichters 2 nach oben Grenzen gesetzt sind. Gleiches gilt auch für die Höhe des Drucks in dem Kühlkreislauf 1, der durch die Festigkeit der Bauteile des Kühlkreislaus 1 nach oben begrenzt ist.The described refrigeration cycle 1 is operated in a conventional manner in the so-called supercritical or transcritical process in which there is no transition between the gaseous and the liquid phase of the refrigerant and thus the refrigerant in the gas cooler 3 remains in the gaseous state and in the expansion valve 6 is present as wet steam. Through this transcritical operation of the refrigeration cycle 1 At high temperature of the refrigerant, a high heat transfer to the environment is achieved. By the compaction tion of the refrigerant in the compressor 2 In addition to the pressure, the temperature of the refrigerant also rises before it is in the subsequent gas cooler 3 gives off the heat. This temperature can be at very high outside temperatures and correspondingly high speeds of the compressor 2 Achieve values that damage both the refrigerant and the compressor 2 very high stress, so the temperature of the refrigerant in particular due to the permissible temperature of the compressor 2 Upward limits are set. The same applies to the amount of pressure in the cooling circuit 1 caused by the strength of the components of the Kühlkreislaus 1 is limited to the top.

Um die Überschreitung der beschriebenen kritischen Temperatur des Verdichters 2 sowie die Überschreitung eines kritischen Drucks innerhalb des Kältekreislaufs 1 zu verhindern, wird bei dem vorliegenden Kältekreislauf 1 die Leistung des inneren Wärmetauschers 4 reduziert, so dass das Temperaturlimit am Austritt des Verdichters 2 im kritischen Betriebspunkt, beispielsweise bei Leerlauf oder bei sehr hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine und hohen Außen- bzw. Umgebungstemperaturen, eingehalten werden kann. Um in anderen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine und der Klimaanlage nicht auf Leistungs- und Effizienzpotentiale verzichten zu müssen, wird die Klimaanlage bei einem geringen Luftstrom durch die wärmeabgebende Komponente des Kältekreislaufs 1 sowie bei hohen Umgebungstemperaturen mit maximalem Arbeitsdruck auf der Hochdruckseite des Kältekreislaufs 1 betrieben, wobei der innere Wärmetauscher 4 so ausgeführt ist, dass die maximale Temperatur soweit wie möglich erreicht werden kann, ohne diese zu überschreiten. Falls in einem anderen Betriebspunkt die kritische Temperatur überschritten wird, so wird der durch den Verdichter 2 erzeugte Druck durch eine Verringerung des Hubs desselben soweit reduziert, dass die kritische bzw. zulässige Temperatur nicht überschritten werden kann. Diese Hubverringerung des Verdichters 2 kann in an sich bekannter und daher nicht näher beschriebener Art und Weise erfolgen.To exceed the described critical temperature of the compressor 2 and exceeding a critical pressure within the refrigeration cycle 1 To prevent, in the present refrigeration cycle 1 the performance of the internal heat exchanger 4 reduces, so the temperature limit at the outlet of the compressor 2 in the critical operating point, for example, at idle or at very high speeds of the internal combustion engine and high outside or ambient temperatures, can be maintained. To not in other operating points of the internal combustion engine and the air conditioning To dispense with power and efficiency potentials, the air conditioner is at a low air flow through the heat-emitting component of the refrigeration cycle 1 and at high ambient temperatures with maximum working pressure on the high pressure side of the refrigeration cycle 1 operated, the inner heat exchanger 4 is designed so that the maximum temperature can be achieved as far as possible without exceeding it. If in another operating point the critical temperature is exceeded, so is the through the compressor 2 produced pressure reduced by reducing the stroke thereof so far that the critical or allowable temperature can not be exceeded. This stroke reduction of the compressor 2 can be done in a known and therefore unspecified manner.

Die beschriebene Regelung des Kältekreislaufs 1 kann dabei über zwei unterschiedlich hohe Temperaturen des Kühlmittels als Regelgrößen vorgenommen werden. Beispielsweise ist es möglich, das Überschreiten einer bestimmten Temperatur für eine bestimmte Zeit zu erlauben und spätestens bei Erreichen einer zweiten, höheren Temperatur auf die beschriebene Art und Weise in den Kältekreislauf 1 einzugreifen.The described control of the refrigeration cycle 1 can be made over two different temperatures of the coolant as controlled variables. For example, it is possible to allow the exceeding of a certain temperature for a certain time and at the latest when reaching a second, higher temperature in the manner described in the refrigeration cycle 1 intervene.

Zur Ermittlung der für die Regelung erforderlichen Temperatur des Kältemittels nach dem Verdichter 2 ist zwischen dem Verdichter 2 und dem Gaskühler 3 in der Kältemittelleitung 5 ein Temperatursensor 9 angeordnet, der über eine Verbindungsleitung 10 mit dem Verdichter 2 und über eine Verbindungsleitung 11 mit dem Expansionsventil 6 verbunden und so in der Lage ist, den Betrieb derselben zu steuern.To determine the temperature required for the control of the refrigerant after the compressor 2 is between the compressor 2 and the gas cooler 3 in the refrigerant line 5 a temperature sensor 9 arranged, via a connecting line 10 with the compressor 2 and via a connection line 11 with the expansion valve 6 connected and so is able to control the operation of the same.

Statt der Verringerung des Drucks an dem Verdichter 2 ist es auch möglich, zur Begrenzung der Leistung des inneren Wärmetauschers 4 bzw. zur Verhinderung des Überschreitens des kritischen Werts der Temperatur des Kältemittels das Expansionsventil 6 zu öffnen und so den Druck in dem Kältekreislauf 1 zu verringern, wodurch sich entsprechend auch die Temperatur des Kältemittels verringert.Instead of reducing the pressure on the compressor 2 It is also possible to limit the performance of the internal heat exchanger 4 or to prevent the exceeding of the critical value of the temperature of the refrigerant, the expansion valve 6 to open and so the pressure in the refrigeration cycle 1 reduce, which also reduces the temperature of the refrigerant accordingly.

Eine weitere Möglichkeit, die Temperatur in dem Kältekreislauf 1 unterhalb einer kritischen Temperatur zu halten, besteht darin, über eine Bohrung 12 an der Unterseite des Sammelbehälters 8 zusätzliches Kühlmittel anzusaugen und dem Kältekreislauf 1 zuzuführen.Another way, the temperature in the refrigeration cycle 1 to keep it below a critical temperature, is through a bore 12 at the bottom of the collection container 8th to suck in additional coolant and the refrigeration cycle 1 supply.

In 2 ist der Druck p des Kältemittels innerhalb des Kältekreislaufs 1 über der spezifischen Enthalpie h desselben aufgetragen. Dieser Verlauf ist durch die mit „A" bezeichnete Linie dargestellt. Ausgehend von dem mit I bezeichneten Zustand bzw. Punkt wird das Kältemittel auf den Druck p gemäß dem Punkt II verdichtet, wo die kritische Temperatur T_krit er reicht wird. In dem Gaskühler 3 erfolgt die Abkühlung des Kältemittels auf den Punkt III und mittels des Hochdruckbereichs 4a des inneren Wärmetauschers 4 auf den Punkt IV. Durch das Expansionsventil 6 wird das Kältemittel auf den Zustand gemäß Punkt V entspannt. Schließlich gelangt das Kältemittel durch das Verdampfen innerhalb des Verdampfers 7 zu dem Punkt VI und von dort durch die Wärmeaufnahme des Niederdruckbereichs 4b des inneren Wärmetauschers 4 zurück auf den Punkt I am Eintritt in den Verdichter 2. Es wird also deutlich, dass durch den Einsatz des inneren Wärmetauschers 4 eine Verbesserung des Kälteprozesses in dem Kältekreislauf 1 erreicht wird. Durch den mit dem Bezugszeichen B bezeichneten Doppelpfeil ist dieser Austausch von Wärme innerhalb des inneren Wärmetauschers 4 dargestellt.In 2 is the pressure p of the refrigerant within the refrigeration cycle 1 plotted over the specific enthalpy h thereof. This way is shown by the direction indicated by "A" line. Starting from the designated I state or point is the refrigerant on the pressure p in accordance with the point II compressed, where the critical temperature T _crit it ranges will. In the gas cooler 3 the cooling of the refrigerant takes place on the point III and by means of the high pressure area 4a of the internal heat exchanger 4 to the point IV. Through the expansion valve 6 the refrigerant is depressurized to the condition described in point V. Finally, the refrigerant passes through the evaporation within the evaporator 7 to the point VI and from there by the heat absorption of the low pressure area 4b of the internal heat exchanger 4 back to the point I at the entrance to the compressor 2 , So it becomes clear that through the use of the internal heat exchanger 4 an improvement of the refrigeration process in the refrigeration cycle 1 is reached. By the designated by the reference numeral B double arrow is this exchange of heat within the inner heat exchanger 4 shown.

In 2 sind weitere Linien C, D und E eingezeichnet, welche zwischen den Punkten I und II sowie den Punkten II und IV parallel zu der Kurve A verlaufen. Dabei wird deutlich, dass durch eine Absenkung des Drucks innerhalb des Kühlkreislaufs 1 die kritische Temperatur Tkrit erst sehr viel später erreicht wird. Die Linie F zeigt in an sich bekannter Weise die Grenze zwischen den Zuständen gasförmig, flüssig und Nassdampf des Kältemittels.In 2 Further lines C, D and E are drawn, which extend parallel to the curve A between the points I and II as well as the points II and IV. It is clear that by lowering the pressure within the cooling circuit 1 the critical temperature Tkrit is reached much later. The line F shows in known manner the boundary between the states of gaseous, liquid and wet steam of the refrigerant.

Claims

Method for controlling an air conditioning system, in particular for a motor vehicle, in which circulates in a refrigeration cycle with a compressor, a gas cooler, an inner heat exchanger, an expansion valve, an evaporator and a collecting container, a refrigerant, wherein the refrigeration circuit is operated at a supercritical pressure, characterized characterized in that the performance of the internal heat exchanger ( 4 ) by reducing the pressure in the refrigeration cycle ( 1 ) is limited so that the temperature of the compressor ( 2 ) a permissible, critical value at which damage to the compressor ( 2 ), does not exceed.

Method according to claim 1, characterized in that in order to prevent the exceeding of the critical value of the temperature of the refrigerant flowing through the compressor ( 2 ) by reducing the stroke of the compressor ( 2 ) is reduced.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that to prevent the exceeding of the critical value of the temperature of the refrigerant, the expansion valve ( 6 ) and the pressure in the refrigeration cycle ( 1 ) is reduced.

A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that, in order to prevent the exceeding of the critical value of the temperature of the refrigerant via a bore ( 12 ) of the collecting container ( 8th ) sucked additional coolant and the refrigeration cycle ( 1 ) is supplied.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature of the refrigerant after the compressor ( 2 ) by means of a between the compressor ( 2 ) and the gas cooler ( 3 ) arranged temperature sensor ( 9 ) is determined.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that CO _{2 is} used as the refrigerant.