Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Heiz-/Kühleinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Heiz-/Kühleinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 7. Heiz-/Kühleinrichtungen und Verfahren zu deren Betreiben sind bekannt. Insbesondere in Fahrzeugen werden Heiz-/Kühleinrichtungen eingesetzt, um die Innentemperatur einer Fahrgastzelle auf ein angenehmes Niveau zu bringen, vorzugsweise auf eine vorbestimmte Temperatur zu regeln. Dabei ist typischerweise eine separate Heiz- und eine separate Kühleinrichtung vorgesehen, die getrennt voneinander je nach Bedarf aktiviert oder deaktiviert werden. Die Kühleinrichtung umfasst einen Kältemittel-Kreislauf, der einen Verdichter, einen Gaskühler, einen Verdampfer und ein zwischen dem Gaskühler und dem Verdampfer angeordnetes Expansionsventil umfasst. Insbesondere im Gaskühler und im Verdichter wird Wärme frei, die bei bekannten Einrichtungen als Abwärme abgegeben wird, ohne dass sie zum Heizen der Fahrgastzelle verwendet würde. Insgesamt zeigt sich bei bekannten Einrichtungen, dass die verschiedenen Wärmequellen und Wärmesenken, die bei einem Fahrzeug zur Ver- fügung stehen, nicht oder zumindest nicht optimal miteinander verschaltet sind, sodass sich keine Synergieeffekte ergeben. Teilweise werden zusätzliche Wärmequellen, beispielsweise eine elektrische Heizeinrichtung, vorgesehen. Insbesondere bei Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb führt dies zu einem erhöhten Energiebedarf und damit zugleich zu einer geringeren Reichweite.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Heiz-/Kühleinrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, bei der die möglichen Wärmequellen und Wärmesenken des Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahr- zeugs, so verschaltet werden, dass sie optimal nutzbar sind, wodurch erhebliche Synergieeffekte und Energieeinsparungen realisiert werden können. Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Heiz-/Kühleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass der Gaskühler mit einem ersten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf und der Verdampfer mit einem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf zusammenwirkt, wobei ein Innenraum- Wärmetauscher dem ersten oder dem zweiten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf zuordenbar ist, und wobei ein Außenluft- Wärmetauscher dem ersten oder dem zweiten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreisiauf zuordenbar ist. Dadurch, dass die beiden Wärmetauscher jeweils dem ersten oder dem zweiten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf zuordenbar sind, sind die verschiedenen Wärmequellen und Wärmesenken des Fahrzeugs miteinander verschalt- bar und damit optimal nutzbar.

Bevorzugt wird eine Heiz-/Kühleinrichtung, bei der in einem Heizbetrieb der erste Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf mit dem Innenraum- Wärmetauscher und der zweite Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf mit dem Außenluft-Wärmetauscher zusammenwirken. Hierdurch wird der Außenluft-Wärmetauscher als Wärmequelle für den Heizbetrieb nutzbar. Ihm wird also Wärme entzogen. Dabei kann es bei Spritzwasser, hoher Luftfeuchtigkeit, Regen oder Schnee dazu kommen, dass sich eine Eisschicht auf seiner Oberfläche ausbildet. Diese wirkt isolierend, sodass die Kapazität des Außenluft- Wärmetauschers als Wärmequelle abnimmt. Daher wirkt bevorzugt in einem Enteisungsbetrieb der erste Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf sowohl mit dem Innenraum-Wärmetauscher als auch mit dem Außenluft-Wärmetauscher zusammen. In diesem Fall ist der Außenluft-Wärmetauscher als Wärmesenke geschaltet und kann enteist werden. In einem Kühlbetrieb wirkt bevorzugt der erste Flüs- sigkeits-Kühlmittel-Kreislauf mit dem Außenluft-Wärmetauscher und der zweite Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf mit dem Innenraum- Wärmetauscher zusammen. Der Verdampfer ist dann als Wärmesenke zur Kühlung des Innenraums nutzbar.

Besonders bevorzugt wirkt der erste Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf mit einer Ventileinrichtung zusammen, durch welche das Flüssigkeits-Kühlmittel je nach Betriebsart dem Innenraum-Wärmetauscher, dem Außenluft-Wärmetauscher oder beiden zuführbar ist. Der zweite Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf wirkt bevorzugt mit einer Ventileinrichtung zusammen, durch welche das Flüssigkeits-Kühlmittel je nach Betriebsart dem Außenluft-Wärmetauscher, dem Innenraum- Wärmetauscher oder keinem der Wärmetauscher zuführbar ist.

Vorzugsweise ist der Verdichter im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb dem Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf zugeordnet, der mit dem Außenluft-Wärmetauscher zusammenwirkt. Hierdurch kann insbeson- dere im Kühlbetrieb seine Betriebswärme abgeführt werden. Im Heizbetrieb wird die Abwärme des Verdichters bevorzugt in die dem Innenraum-Wärmetauscher zugeführte Heizleistung einbezogen.

Es wird auch eine Heiz-/Kühleinrichtung bevorzugt, bei welcher der erste oder der zweite Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf mit einem drit- ten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf zusammenwirkt. Dieser dient zur Temperierung eines elektrischen Speicherelements. Hierbei kann es sich um einen Akkumulator und/oder eine Batterie insbesondere zur Versorgung eines elektrischen Antriebs des Fahrzeugs mit elektrischer Leistung handeln. Da das elektrische Speicherelement sehr empfindlich auf Temperaturänderungen reagiert, ist es sinnvoll, dieses zu temperieren beziehungsweise seine Temperatur möglichst konstant in einem optimalen Bereich zu halten.

Schließlich wird eine Heiz-/Kühleinrichtung bevorzugt, bei der ein Elektromotor des Fahrzeugs dem ersten oder dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf zuordenbar ist, sodass dieser insbesondere als Wärmequelle oder gegebenenfalls als Wärmesenke wirkt. Der Elektromotor wird also bevorzugt als Wärme abgebendes oder gegebenenfalls auch Wärme aufnehmendes Element in den Temperaturhaushalt der Heiz-/Kühleinrichtung einbezogen.

Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein Verfahren zum Betreiben einer Heiz-/Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zu schaffen, durch welches im Fahrzeug vorhandene Wärmequellen und Wärmesenken so miteinander verschaltbar sind, dass sie optimal genutzt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 geschaffen wird. Es zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Heizbetrieb der Außenluft-Wärmetauscher dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf als Wärmequelle zugeordnet wird. Dieser kann hierbei - wie bereits beschrieben - vereisen. Daher wird in einem Enteisungsbetrieb der Außen luft- Wärmetauscher dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf als Wärmesenke zuge- ordnet. So wird ein Enteisen des Außenluft- Wärmetauschers möglich. In einem Kühlbetrieb wird der Außenluft-Wärmetauscher dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf als Wärmesenke zugeordnet. Auf diese Weise ist insbesondere die im Gaskühler frei werdende Wärme abführbar.

Bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem in dem Enteisungsbetrieb der Elektromotor dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf als Wär- mequelle zugeordnet wird. Die Abwärme des Elektromotors ist dann nutzbar und wird in die dem Innenraum-Wärmetauscher zugeführte Heizleistung einbezogen.

Bevorzugt wird die Heiz-/Kühleinrichtung in den Enteisungsbetrieb geschaltet, wenn eine Vereisung des Außenluft-Wärmetauschers festgestellt wird.

Diese wird vorzugsweise dadurch detektiert, dass eine Abnahme von dessen Kapazität als Wärmequelle festgestellt wird.

Besonders bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem eine Vereisung des Außenluft- Wärmetauschers folgendermaßen festgestellt wird: Der Außen luft-Wärmetauscher wirkt mit dem zweiten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf als Wärmequelle zusammen. Ein erster zeitlicher Temperaturgradient wird erfasst. Eine alternative Wärmequelle, vorzugsweise der Elektromotor, wirkt mit dem zweiten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf zusammen. Ein zweiter zeitlicher Temperatur- gradient wird erfasst. Die erfassten Temperaturgradienten werden verglichen, und eine Vereisung des Außenluft-Wärmetauschers wird festgestellt, wenn der erste Temperaturgradient steiler verläuft als der zweite Temperaturgradient. Der steilere Verlauf des ersten Gradienten spricht an, dass bei einer Schaltung des Außenluft- Wärmetauschers als Wärmequelle die gemessene Temperatur schneller absinkt, weil aus der Umgebung aufgrund der isolierenden Eisschicht nicht rasch genug Wärme nachgeführt werden kann. Da- her wird in den Enteisungsbetrieb umgeschaltet, wenn der entsprechende steilere Gradient detektiert wird. Zur Erfassung der Temperaturgradienten werden bevorzugt Messfühler verwendet, welche ohnehin zur Regelung der Heiz-/Kühleinrichtung gebraucht werden. Diese können dem Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf oder dem Kältemittel-Kreislauf zugeordnet sein. Besonders bevorzugt werden Messfühler verwendet, welche relativ nahe, vorzugsweise unmittelbar an den beiden untersuchten Wärmequellen vorgesehen sind. Hierdurch kann deren Verhalten besonders genau festgestellt wer- den. Insbesondere wenn die Messfühler unmittelbar an den Wärmequellen befestigt sind, ist es möglich, beide Gradienten - vorzugsweise gleichzeitig beziehungsweise parallel zueinander, also beispielsweise zeitlich überlappend - zu erfassen, während beide Wärmequellen dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf zuge- ordnet sind. Bevorzugt wird jedoch zumindest der Außenluft- Wärmetauscher aus dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf herausgenommen, wenn der Temperaturgradient der alternativen Wärmequelle erfasst wird. Vorzugsweise werden die Gradienten dann nacheinander gemessen. Ganz besonders bevorzugt ist jeweils nur diejenige Wärmequelle dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf zugeordnet, für welche der Temperaturgradient gerade gemessen wird. Es ist also möglich, den ersten und den zweiten Temperaturgradienten nacheinander oder gleichzeitig beziehungsweise parallel, beispielsweise zeitlich überlappend, zu messen. Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, bei dem eine Vereisung des Außenluft-Wärmetauschers durch mindestens einen Sensor, vorzugsweise einen optischen Sensor, festgestellt wird. Vorzugsweise ist der optische Sensor so angeordnet, dass er eine Eisschicht auf dem Außenluft-Wärmetauscher unmittelbar detektieren kann. Der Sensor kann alternativ oder zusätzlich zu einer Auswertung der Temperaturgradienten vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreisläufe eines Ausführungsbeispiels einer Heiz-/Kühleinrichtung in einem ersten Betriebszustand;

Figur 2 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einem zweiten

Betriebszustand;

Figur 3 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einem dritten

Betriebszustand;

Figur 4 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einem vierten

Betriebszustand, und

Figur 5 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einem fünften

Betriebszustand.

Im Folgenden wird im Wesentlichen die Heiz-/Kühleinrichtung beschrieben; das Verfahren wird jedoch ohne Weiteres aus der Beschreibung von deren Betriebszuständen und ihrer Funktionsweise deutlich. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreisläufe eines Ausführungsbeispiels einer Heiz-/Kühleinrichtung in einem Betriebszustand, in welchem der Innenraum eines Kraftfahrzeugs geheizt und vorzugsweise ein elektrisches Speicherelement gekühlt wird. Nicht dargestellt ist der Kälte- mittel-Kreislauf der von der Heiz-/Kühleinrichtung umfassten Kühleinrichtung. Dieser umfasst einen Verdichter 3, einen Gaskühler 5 und einen Verdampfer 7, wobei zwischen dem Gaskühler und dem Verdampfer ein Expansionsventil angeordnet ist. Als Kältemittel wird bevorzugt Kohlendioxid oder ein anderes gängiges Kältemittel verwendet.

Die in Figur 1 dargestellten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreisläufe umfassen als Flüssigkeits-Kühlmittel bevorzugt Wasser und Glykol, insbesondere ein Wasser-Glykol-Gemisch. Auch andere Flüssigkeits- Kühlmittel sind möglich.

Der Gaskühler 5 wirkt mit einem hier groß-strichliert dargestellten ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 zusammen, und der Verdampfer 7 wirkt mit einem hier strichpunktiert dargestellten zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 zusammen. Es sind Pumpen 13, 15 vorgesehen, die das Flüssigkeits-Kühlmittel entlang der Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreisläufe 9, 11 fördern. Inaktive Flüssigkeits- Kühlmittel-Pfade sind durchgezogen dargestellt und mit einem Kreuz gekennzeichnet.

Die Heiz-/Kühleinrichtung umfasst einen vorzugsweise von Luft durchströmten Innenraum-Wärmetauscher 17, der dem ersten oder dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9, 11 zuordenbar ist. Sie umfasst außerdem einen vorzugsweise von Luft durchströmten Außenluft-Wärmetauscher 19, der ebenfalls dem ersten oder dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9, 11 zuordenbar ist. Es ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, die mit dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 so zusammenwirkt, dass das Flüssigkeits-Kühlmittel je nach Betriebsart dem Innenraum-Wärmetauscher 17, dem Außenluft-Wärmetauscher 19 oder beiden zuführbar ist. Entsprechend ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, welche mit dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 so zusammenwirkt, dass das Flüssigkeits-Kühlmittel je nach Betriebsart dem Außenluft- Wärmetauscher 19, dem Innenraum-Wärmetauscher 17 oder keinem der Wärmetauscher zuführbar ist. Diese Funktionalität kann durch dieselbe Ventileinrichtung bewirkt werden, es ist aber auch möglich, zwei getrennte Ventileinrichtungen vorzusehen. Die Ventileinrichtung oder die Ventileinrichtungen umfassen bevorzugt min- destens ein Ventil, besonders bevorzugt mehrere Ventile. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind verschiedene Schalt- und Umschaltventile vorgesehen, die insgesamt eine Ventileinrichtung bilden, die die beschriebene Funktionalität bereitstellt. Bei anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen kann die Anzahl und Art sowie die Anordnung der Ventile variieren. Wesentlich ist, dass die in Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erläuterte Funktionalität gewährleistet ist.

Für ein Verständnis der Erfindung wichtig ist die Kenntnis des in den Figuren nicht dargestellten Kältemittel-Kreislaufs. Das Kältemittel wird in dem Verdichter 3 verdichtet, wobei es sich stark aufheizt. Es gelangt zum Gaskühler 5, wo es einen großen Teil der im Kompressor 3 aufgenommenen Wärme an das Flüssigkeits-Kühlmittel abgibt.

Vorzugsweise ist - in Strömungsrichtung gesehen - hinter dem Gaskühler ein Zwischenwärmetauscher angeordnet, wo das Kältemittel Wärme an zum Verdichter 3 zurückströmendes Kältemittel abgibt. Von dort gelangt das verdichtete und vorgekühlte Kältemittel zu einem Expansionsventil, wo es entspannt wird. Dabei kühlt es sich stark ab. Es strömt weiter zum Verdampfer 7, wo es Wärme von dem Flüssigkeits-Kühlmittel aufnimmt. Von dort strömt es vorzugsweise über den Zwischenwärmetauscher, wo es weitere Wärme von dem vom Gaskühler 5 kommenden Kältemittel aufnimmt, zurück zum Verdichter 3. Vorzugsweise ist - in Strömungsrichtung gesehen - hinter dem Verdampfer ein Ausgleichsbehälter oder Tank für das Kältemittel vorgesehen.

Im Folgenden wird der Heizbetrieb der Heiz-/Kühleinrichtung zum Beheizen einer Fahrgastzelle anhand von Figur 1 näher erläutert:

In dem Gaskühler 5 hat das zur Pumpe 13 strömende Fluid Wärme von dem heißen, verdichteten Kältemittel aufgenommen. Daher befindet sich der heißeste Punkt der Heiz-/Kühleinrichtung quasi - in Strömungsrichtung gesehen - hinter dem Gaskühler 5 und vor der Pumpe 13. Von dieser wird das Flüssigkeits-Kühlmittel zu einem Umschaltventil 21 gefördert, welches - wie alle im Folgenden er- wähnten Umschaltventile - einen nicht gekennzeichneten Anschluss und zwei Anschlüsse aufweist, von denen der eine mit A und der andere mit B gekennzeichnet ist. Im Heizbetrieb ist die Verbindung zwischen dem nicht gekennzeichneten und dem mit A gekennzeichneten Anschluss freigegeben, während der Anschluss B gesperrt ist. Bevorzugt sind bei den Umschaltventilen zwei Schaltzustände realisierbar, wobei in den Schaltzuständen jeweils einer der gekennzeichneten Anschlüsse mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist, während der dritte Anschluss gesperrt ist.

Das Flüssigkeits-Kühlmittel gelangt von dem Umschaltventil 21 zum Innenraum-Wärmetauscher 17, wo es seine Wärme zumindest teilweise an die Fahrgastzelle, vorzugsweise an einen zur Fahrgastzelle strömenden Luftstrom, abgibt. Es strömt weiter zu einem Umschalt- ventil 23, dessen nicht gekennzeichneter Anschluss mit dem Anschluss A verbunden ist. Der mit B gekennzeichnete Anschluss ist gesperrt. Das Flüssigkeits-Kühlmittel strömt daher von dem Ventil 23 zurück zum Gaskühler 5, wo es wiederum Wärme von dem verdich- teten, heißen Kältemittel aufnimmt.

Das Flüssigkeits-Kühlmittel in dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf 11 strömt vom Verdampfer 7 über die Pumpe 15 zu einem Umschaltventil 25. Es hat im Verdampfer 7 Wärme an das entspannte, kalte Kältemittel abgegeben. Der kälteste Punkt der Heiz-/Kühleinrichtung befindet sich daher quasi - in Strömungsrichtung gesehen - hinter dem Verdampfer 7 und vor der Pumpe 15.

In dem dargestellten Betriebszustand ist der nicht gekennzeichnete Anschluss mit dem Anschluss A verbunden, während der Anschluss B gesperrt ist. Das Flüssigkeits-Kühlmittel strömt daher weiter zu einem Umschaltventil 27, dessen Anschluss A mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist, während Anschluss B gesperrt ist.

Von dort strömt das Flüssigkeits-Kühlmittel durch den Außenluft- Wärmetauscher 19 zu einem Umschaltventil 29. Da das Flüssigkeits- Kühlmittel hier kälter ist als eine Außentemperatur, nimmt es im Außenluft-Wärmetauscher 19 Wärme aus der Umgebung auf. Dieser wirkt demnach als Wärmequelle. In dem dargestellten Betriebszustand ist der nicht gekennzeichnete Anschluss des Umschaltventils 29 mit dem Anschluss A verbunden. Das Flüssigkeits-Kühlmittel strömt weiter zu einem Knoten a, wo es vorzugsweise aufgeteilt wird auf einen Flüssigkeits-Kühlmantel eines Elektromotors 31 und/oder einer Steuerungseinrichtung 33, die der Ansteuerung des Elektromo- tors 31 dient. Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass das Flüssigkeits-Kühlmittel nur zu dem Elektromotor 31 oder nur zu der Steuerungseinrichtung 33 strömt. Die Steuerungseinrichtung 33 ist bevorzugt als Puls-Wechselrichter (ln- verter) ausgebildet. Das Flüssigkeits-Kühlmittel nimmt bevorzugt Abwärme des Elektromotors 31 und/oder der Steuerungseinrichtung 33 auf, diese Elemente wirken daher in dem dargestellten Betriebszustand als Wärmequellen.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass der Elektromotor 31 und die Steuerungseinrichtung 33 bezüglich des Flüssigkeits-Kühlmittel-Stroms nicht - wie in Figur 1 dargestellt - parallel, sondern in Reihe, also hintereinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist in diesem Fall die Steuerungseinrichtung 33 stromaufwärts von dem Elektromotor 31 vorgesehen; das Flüssig- keits-Kühlmittel strömt also bevorzugt zunächst durch den Flüssigkeits-Kühlmantel der Steuerungseinrichtung 33 und danach durch den des Elektromotors 31.

In einem Knoten b werden die vorzugsweise aufgeteilten Ströme des Flüssigkeits-Kühlmittels wieder zusammengeführt. Von dort strömt dieses zu einem Flüssigkeits-Kühlmantel des Verdichters 3, der ebenfalls als Wärmequelle wirkt, sodass das Flüssigkeits-Kühlmittel dessen Abwärme aufnimmt. Es gelangt dann zu einem Umschaltventil 35, dessen Anschluss A mit dem nicht gekennzeichneten An- schluss verbunden ist, während der Anschluss B gesperrt ist. Von dort strömt das Kühlmittel zurück zum Verdampfer 7.

Damit zeigt sich Folgendes: Das vom Verdampfer 7 kommende, kalte Flüssigkeits-Kühlmittel nimmt im Heizbetrieb Umgebungswärme in dem Außenluft-Wärmetauscher 19 auf. Das Kühlmittel wird dem Verdampfer 7 wieder zugeführt, wo es Wärme an das Kältemittel des nicht dargestellten Kältemittel-Kreislaufs abgibt. Dieses gelangt entsprechend vorgewärmt zum Verdichter 3. Es hat also Wärme aufge- nommen, die der Umgebung durch den Außenluft-Wärmetauscher 19 entzogen wurde. Das Kältemittel wird in dem Verdichter 3 weiter erhitzt und dem Gaskühler 5 zugeführt, wo es zumindest einen Teil seiner Wärme an das Flüssigkeits-Kühlmittel im ersten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf 9 abgibt. Die der Umgebung durch den Au ßenluft- Wärmeta uscher 19 entzogene Wärme steht also letztlich zusätzlich dem Innenraum- Wärmetauscher 17 zum Heizen des Innenraums zur Verfügung. Damit realisiert die Heiz-/Kühleinrichtung eine Wärmepumpe, die unter Zufuhr mechanischer Arbeit im Verdichter 3 Wärme von dem vergleichsweise kühlen Außenluft-Wärmetauscher 19 zu dem vergleichsweise warmen Innenraum-Wärmetauscher 17 fördert.

Da dem Außenluft-Wärmetauscher 19 Wärme entzogen wird, kann insbesondere in der kalten Jahreszeit durch Luftfeuchtigkeit, Regenwasser, Spritzwasser, Schnee oder durch andere Feuchtigkeitsquel- len an dessen Oberfläche eine Eisschicht entstehen. Diese wirkt zunehmend als Isolierschicht, sodass der Außenluft-Wärmetauscher 19 nicht mehr effizient als Wärmequelle funktionieren kann. Daher ist vorzugsweise ein Enteisungsbetrieb vorgesehen, um die Eisschicht von dem Außenluft-Wärmetauscher 19 zu entfernen. Dies wird in Zusammenhang mit Figur 2 erläutert werden.

In Figur 1 ist ein dritter Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 37 klein- strichliert dargestellt, der entweder mit dem ersten oder dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9, 11 zusammenwirkt, um ein elektrisches Speicherelement 39 zu temperieren. In der dargestellten Betriebsart wird das elektrische Speicherelement 39 gekühlt.

Es ist ein Umschaltventil 41 vorgesehen, dessen Anschluss A mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist, während der Anschluss B gesperrt ist. Daher wird kaltes Flüssigkeits-Kühlmittel aus dem Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 in einem Knoten c abgezweigt und dem dritten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 37 zugeführt. Es gelangt von dort zu einem regelbaren Ventil 43, welches von einem Regler 45 angesteuert wird. Dieser ist wiederum mit einem Temperatursensor 47 verbunden, der die Temperatur in einem inneren Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf erfasst, der das elektrische Speichermedium 39 umströmt. Dieser wird durch einen Bypass 49 gebildet, in dem eine Pumpe 51 vorgesehen ist, welche das aus dem elektrischen Speicherelement 39 austretende Flüssigkeits-Kühlmittel zurück zu einem Kühlmittel-Eingang vorzugsweise eines Flüssigkeits-Kühlmantels des elektrischen Speicherelements 39 fördert. Stromabwärts des elektrischen Speicherelements 39 und auch stromabwärts einer Abzweigung des Bypasses 49 ist ein Umschalt- ventil 53 vorgesehen, dessen nicht gekennzeichneter Anschluss im dargestellten Betriebszustand mit dem Anschluss A verbunden ist, während der Anschluss B gesperrt ist. Von dort gelangt das Flüssigkeits-Kühlmittel zu einem Knoten d, wo es wieder dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 zugeführt wird und zum Verdampfer 7 zurückströmt. Der Regler 45 steuert das regelbare Ventil 43 so, dass eine Flüssigkeits-Kühlmittel-Menge dem von der Pumpe 51 über den Bypass 49 umgewälzten Flüssigkeits-Kühlmittel zugeführt wird, die geeignet ist, die Temperatur in dem inneren Kreislauf im Wesentlichen bei einem vorbestimmten Wert zu halten. Die Pumpe 51 ist vorzugsweise stets in Betrieb und hält den inneren Kreislauf am Laufen. Da das Flüssigkeits-Kühlmittel im Wesentlichen in- kompressibel ist, tritt bevorzugt aus dem Umschaltventil 53 eine Menge desselben aus, die der über das Ventil 43 zugeführten Men- ge entspricht.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel steuert der Regler 45 auch das Umschaltventil 53 an, sodass auch die aus dem inneren Kreislauf abfließende Flüssigkeits-Kühlmittel-Menge regelbar ist. In diesem Fall ist es besonders effektiv möglich, die Temperatur in dem inneren Kreislauf konstant zu halten.

Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Umschaltventil 53 abhängig von dem Betriebsmodus der Heiz- Kühleinrichtung geschaltet und nicht geregelt.

Wie bereits beschrieben, vereist der Außenluft-Wärmetauscher 19 unter bestimmten Bedingungen, wenn er als Wärmequelle in den Heizbetrieb der Heiz-/Kühleinrichtung einbezogen ist. In diesem Fall schaltet vorzugsweise die Heiz-/Kühleinrichtung in einen Entei- sungsbetrieb um.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreisläufe des Ausführungsbeispiels der Heiz-/Kühleinrichtung gemäß Figur 1 im Enteisungsbetrieb. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Der Einfachheit wegen werden im Folgenden nur die von dem Betriebszustand gemäß Figur 1 abweichenden Merkmale angesprochen. Bei dem Umschaltventil 23 ist der Anschluss A gesperrt, während der nicht gekennzeichnete Anschluss mit dem Anschluss B verbunden ist. Das in dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 vom Gaskühler 5 über den Innenraum-Wärmetauscher 17 heranströmen- de, warme Flüssigkeits-Kühlmittel wird daher von dem Umschaltventil 23 nicht zurück zum Gaskühler 5, sondern zu dem Umschaltventil 27 geleitet. Von dort strömt es durch den Außenluft-Wärmetauscher 19 zu dem Umschaltventil 29. Dessen Anschluss A ist gesperrt und der Anschluss B ist mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss ver- bunden. Das Flüssigkeits-Kühlmittel kann so von dem Umschaltventil 29 zum Gaskühler 5 zurückströmen.

Bei dem Umschaltventil 25 ist der Anschluss A gesperrt und der Anschluss B ist mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden. Daher kann kein kaltes Flüssigkeits-Kühlmittel des zweiten Flüssig- keits-Kühlmittel-Kreislaufs 11 vom Verdampfer 7 zu dem Außenluft- Wärmetauscher 19 gelangen. Stattdessen strömt das Flüssigkeits- Kühlmittel direkt von dem Umschaltventil 25 zu dem Knoten a.

Damit zeigt sich Folgendes: Der Außenluft-Wärmetauscher 19 ist im Enteisungsbetrieb dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 als Wärmesenke zugeordnet. Er wird von dem warmen Flüssigkeits- Kühlmittel enteist.

Dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 muss entsprechend eine alternative Wärmequelle zugeordnet werden oder zugeordnet sein. Dies ist hier vorzugsweise der Elektromotor 31. Bei dem darge- stellten Ausführungsbeispiel ist bevorzugt auch die Steuerungseinrichtung 33 als Wärmequelle in den zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf 11 einbezogen. Auch der Verdichter 3 stellt eine Wärmequelle dar.

Bezüglich der Betriebsbedingungen des Fahrzeugs zeigt sich Folgendes: Steht das Fahrzeug oder fährt es nur langsam, besteht eine vergleichsweise geringe Vereisungsgefahr am Außenluft- Wärmetauscher 19, weil zumindest wenig Spritzwasser an dessen Oberfläche gelangen kann. In diesem Fall kann also der Außenluft- Wärmetauscher 19 im Heizbetrieb ohne Weiteres als Wärmequelle in den zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 einbezogen sein. Fährt das Fahrzeug dagegen schnell, besteht eine erhöhte Vereisungsgefahr, sodass gegebenenfalls in den Enteisungsbetrieb umgeschaltet werden muss. Zugleich wird eine hohe Leistung vom Elektromotor 31 gefordert, sodass dort entsprechend große Verluste in Form von Abwärme anfallen. Daher kann dieser ohne Weiteres als Wärmequelle in den zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 einbezogen werden.

Selbst wenn in einem Betriebszustand in den Enteisungsbetrieb geschaltet werden muss, indem keine relevante Abwärme in dem Elektromotor 31 anfällt, ist dies unschädlich: In diesem Fall wird der Elektromotor 31 gekühlt, während ihm Wärme entzogen wird. Dabei sinkt seine Temperatur nur geringfügig, weil er eine sehr große Wärmekapazität aufweist. Insbesondere umfasst er bevorzugt einen Flüssigkeits-Kühlmantel mit großem Volumen. Der Elektromotor 31 muss keine hohe Temperatur aufweisen, um effizient arbeiten zu können. Sein Wirkungsgrad ist auch bei niedriger Temperatur hoch. Insgesamt bestehen also in keinem Betriebszustand Bedenken, den Elektromotor 31 als Wärmequelle in den zweiten Kühlmittel-Kreislauf 11 einzubeziehen. Wie anhand der Figuren 1 und 2 deutlich wird, ist bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Elektromotor 31 sowohl im Heizbetrieb als auch im Enteisungsbetrieb dem zweiten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf 11 als Wärmequelle zugeordnet. Im Enteisungs- betrieb wird lediglich der Außenluft-Wärmetauscher 19 als zusätzliche Wärmequelle aus dem Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 1 herausgenommen und als Wärmesenke dem ersten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf 9 zugeordnet. Diese Vorgehensweise ist ohne Weiteres von der Formulierung umfasst, dass der Elektromotor 31 und/oder eine alternative Wärmequelle dem zweiten Flüssigketts- Kühlmittel-Kreislauf 11 zugeordnet wird. Die alternative Wärmequelle muss also nicht zwingend dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf 11 neu zugeordnet werden, sondern die Formulierung umfasst ein Ausführungsbeispiel, bei dem die alternative Wärmequelle dem Kreislauf zugeordnet bleibt.

Es ist möglich, einen Sensor vorzusehen, der direkt eine Vereisung des Außenluft-Wärmetauschers 19 detektieren kann. Vorzugsweise wird ein optischer Sensor verwendet. Eine Vereisung des Außenluft- Wärmetauschers 19 wird jedoch bevorzugt alternativ oder zusätzlich über eine Abnahme von dessen Kapazität als Wärmequelle festgestellt.

Hierzu werden folgende Schritte bevorzugt: Der Außenluft- Wärmetauscher 19 wirkt mit dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf 11 als Wärmequelle zusammen. Dabei wird ein erster zeit- licher Temperaturgradient erfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach einer vorzugsweise vorbestimmten Messzeit der Außenluft-Wärmetauscher 19 aus dem zweiten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf 11 herausgenommen, und es wird ein zweiter zeitlicher Temperaturgradient erfasst, wobei eine alternative Wärmequelle, vorzugsweise der Elektromotor 31 , mit dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 zusammenwirkt. Die alternative Wärmequelle wird dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 1 hier- zu entweder zugeordnet oder bleibt diesem zugeordnet. Wiederum vorzugsweise nach einer vorbestimmten Messzeit werden die so er- fassten Temperaturgradienten miteinander verglichen. Besonders bevorzugt wirkt jeweils nur die Wärmequelle mit dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 zusammen, für die ein Temperatur- gradient erfasst werden soll. Die Wärmequellen werden in diesem Fall bevorzugt vor der Messung des entsprechenden Temperaturgradienten dem Kreislauf zugeordnet und nach der Messung gegebenenfalls aus dem Kreislauf herausgenommen. Die Temperaturgradienten werden dann nacheinander gemessen. Bei anderen Aus- führungsformen ist es möglich, dass zumindest die alternative Wärmequelle, beispielsweise der Elektromotor 31 , während der Erfassung beider Temperaturgradienten mit dem Flüssigkeitskühlmittelkreislauf 11 zusammenwirkt.

Vorzugsweise werden zur Erfassung der Temperaturgradienten Messfühler verwendet, die ohnehin von der Heiz-/Kühleinrichtung umfasst sind. Dies kann beispielsweise ein Temperaturfühler im Bereich der Fahrgastzelle sein. Es ist auch möglich, Temperaturmessfühler unmittelbar an dem Außenluft-Wärmetauscher 19 und der alternativen Wärmequelle, bevorzugt dem Elektromotor 31 , anzuord- nen. Insbesondere in diesem Fall ist es bei einer Ausführungsform des Verfahrens möglich, die Temperaturgradienten beider Wärmequellen gleichzeitig oder zeitlich überlappend zu bestimmen, während beide Wärmequellen mit dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf 11 zusammenwirken. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens kann bereits während der Erfassung des zweiten Temperaturgradienten in den Enteisungsbe- trieb geschaltet werden. Der Außenluft-Wärmetauscher 19 wird also bereits dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 zugeordnet, während der Temperaturgradient für die alternative Wärmequelle erfasst wird. Nach dem Vergleich der Temperaturgradienten kann dann entweder der Enteisungsbetrieb fortgesetzt oder abgebrochen werden.

Der Elektromotor 31 zeigt aufgrund seiner hohen Wärmekapazität typischerweise einen wenig steilen Temperaturgradienten, das heißt, seine Temperatur sinkt während der Nutzung als Wärmequelle nur langsam mit der Zeit. Der Verlauf des Temperaturgradienten des Außenluft-Wärmetauschers 19 ist von dessen Vereisungsgrad abhängig. Je dicker die isolierende Eisschicht ausgebildet ist, desto weniger Wärme kann pro Zeiteinheit von außen dem Außenluft- Wärmetauscher 19 zugeführt werden. Dementsprechend sinkt dessen Temperatur während seiner Nutzung als Wärmequelle umso rascher, je stärker die Vereisung fortgeschritten ist. Daher kann eine Vereisung des Außenluft-Wärmetauschers 19 festgestellt werden, wenn dessen Temperaturgradient steiler verläuft als der Temperaturgradient der alternativen Wärmequelle beziehungsweise des Elektromotors 31. In diesem Fall wird in den Enteisungsbetrieb umgeschaltet.

Das gleiche Verfahren kann angewendet werden, um eine hinrei- chende Enteisung des Außenluft-Wärmetauschers 19 festzustellen, nur dass hierbei vom Enteisungsbetrieb zurück in den Heizbetrieb geschaltet werden kann, wenn der Temperaturgradient des Außenluft-Wärmetauschers 19 weniger steil verläuft als der Temperatur- gradient der alternativen Wärmequelle beziehungsweise des Elektromotors 31.

Es ist möglich, in regelmäßigen Abständen durch Anwendung des beschriebenen Verfahrens zu prüfen, ob der Außenluft- Wärmetauscher 19 vereist ist. In gleicher Weise kann während des Enteisungsbetriebs in regelmäßigen Abständen geprüft werden, ob die Enteisung bereits abgeschlossen ist.

Insgesamt zeigt sich, dass im Enteisungsbetrieb sowohl der Innenraum-Wärmetauscher 17 als auch der Au ßenluft- Wärmeta uscher 19 dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 als Wärmesenken zugeordnet sind. Es kann also zugleich die Fahrgastzelle geheizt und der Außenluft-Wärmetauscher 19 enteist werden. Da im Enteisungsbetrieb dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 eine alternative Wärmequelle, vorzugsweise der Elektromotor 31 , zur Verfügung steht, verringert sich die zum Beheizen der Fahrgastzelle zur Verfügung stehende Leistung nicht. Die Enteisung kann also stattfinden, ohne dass sich dies negativ für die Insassen des Fahrzeugs bemerkbar macht.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreisläufe des Ausführungsbeispiels der Heiz-/Kühleinrichtung im Kühlbetrieb. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Auch in diesem Fall werden nur die Unterschiede beschrieben, die sich im Vergleich zu der in Figur 1 dargestellten Betriebsart ergeben.

Bei dem Umschaltventil 21 ist im Kühlbetrieb der nicht gekennzeichnete Anschluss mit dem Anschluss B verbunden, während der An- schluss A gesperrt ist. Das Flüssigkeits-Kühlmittel wird also durch die Pumpe 13 vom Gaskühler 5 zu dem Umschaltventil 35 gefördert, dessen Anschluss B mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist. Der Anschluss A ist gesperrt. Demnach tritt das heiße, vom Gaskühler 5 kommende Flüssigkeits-Kühlmittel des ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislaufs 9 in den Flüssigkeits-Kühlmantel des Verdichters 3 ein und strömt von diesem weiter über den Knoten b zu dem Flüssigkeits-Kühlmantel des Elektromotors 31 und vorzugsweise auch zu dem der Steuerungseinrichtung 33. In dem Kno- ten a verbinden sich die Ströme vorzugsweise wieder, und das Flüssigkeits-Kühlmittel strömt über das Ventil 29, dessen Anschluss B gesperrt ist, während der Anschluss A mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist, zum Außenluft-Wärmetauscher 19. Von hier gelangt es zu dem Umschaltventil 27, dessen Anschluss B mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist, während der Anschluss A gesperrt ist. Es fließt daher zurück zum Gaskühler 5.

Der Außenluft-Wärmetauscher 19 ist hier als Wärmesenke in den ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 einbezogen. Das vom Gas- kühler 5 kommende, heiße Flüssigkeits-Kühlmittel nimmt auch die Abwärme des Verdichters 3 auf. Je nach Betriebszustand des Elektromotors 31 und/oder der Steuerungseinrichtung 33 wirken diese als Wärmequelle oder als Wärmesenke. Jedenfalls gibt das Flüssigkeits-Kühlmittel in dem Außenluft-Wärmetauscher 19 die aufge- nommene Wärme zumindest teilweise an die Umgebung ab, bevor es zum Gaskühler 5 zurückströmt.

Es zeigt sich, dass der Verdichter 3 sowohl im Heizbetrieb als auch im Kühlbetrieb jeweils dem Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9, 11 zugeordnet ist, der mit dem Außenluft-Wärmetauscher 19 zusammenwirkt. So ist letztlich die Betriebswärme des Verdichters 3, soweit sie nicht in die Heizleistung für die Fahrgastzelle einbezogen wird, in jedem Betriebszustand über den Außenluft-Wärmetauscher 19 abführbar.

Bezüglich des zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislaufs 11 zeigt sich im Kühlbetrieb Folgendes:

Das vom Verdampfer 7 kommende Flüssigkeits-Kühlmittel wird durch die Pumpe 15 zu dem Umschaltventil 25 gefördert, dessen Anschluss A mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist. Es strömt von dort zu dem Umschaltventil 23, weil der Anschluss A des Umschaltventils 27 gesperrt ist. Bei dem Umschaltventil 23 ist der Anschluss B mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden, sodass das Flüssigkeits-Kühlmittel über den Innenraum- Wärmetauscher 17 strömt. Hier nimmt das kalte Flüssigkeits- Kühlmittel Wärme aus dem Innenraum, das heißt der Fahrgastzelle, auf und kühlt diesen so.

Weil der Anschluss A des Umschaltventils 21 gesperrt ist, gelangt das Flüssigkeits-Kühlmittel zu einem Schaltventil 55, welches im Heiz- und Enteisungsbetrieb geschlossen, im Kühlbetrieb jedoch geöffnet ist. Von hier strömt das Flüssigkeits-Kühlmittel über einen Knoten e zurück zum Verdampfer 7. In dem Knoten e vereinigen sich die Kühlmittelströme, welche von dem Schaltventil 55 einerseits und von dem Knoten d andererseits kommen, wenn das elektrische Spei- cherelement 39 gekühlt wird. Wie sich noch zeigen wird, gelangt kein Kühlmittel von dem Knoten d zu dem Knoten e, wenn das elektrische Speicherelement 39 geheizt wird. In diesem Fall ist nämlich der An- schluss A des Umschaltventils 53 gesperrt.

Es zeigt sich, dass im Kühlbetrieb der Innenraum-Wärmetauscher 17 dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 zugeordnet ist, so- dass die Fahrgastzelle durch das vom Verdampfer 7 kommende kalte Flüssigkeits-Kühlmittel gekühlt werden kann.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreisläufe eines Ausführungsbeispiels einer Heiz-/Kühleinrichtung im Heizbetrieb, wobei zugleich das elektrische Speicherelement geheizt wird. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Auch bezüglich Figur 4 werden lediglich die Unterschiede erläutert, die sich im Vergleich zu dem in Figur 1 dargestellten Betriebszustand ergeben. Der in Figur 4 dargestellte Heizbetrieb entspricht im Wesentlichen dem in Figur 1 dargestellten Schaltzustand. Der Innenraum- Wärmetauscher 17 ist dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 als Wärmesenke zugeordnet. Der Außenluft-Wärmetauscher 19 ist dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 als Wärmequelle zugeordnet. Der erste und der zweite Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf 9, 11 verlaufen wie in Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben.

Im Unterschied zu Figur 1 wird allerdings das elektrische Speicherelement 39 in dem Betriebszustand gemäß Figur 4 nicht gekühlt, sondern geheizt. Hierzu ist bei dem Umschaltventil 41 der Anschluss B mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden, während der Anschluss A gesperrt ist. Vom Gaskühler 5 kommendes, heißes Flüssigkeits-Kühlmittel, welches in dem Innenraum-Wärmetauscher 17 bereits Wärme an die Fahrgastzelle abgegeben hat, fließt über einen Knoten f zu dem Umschaltventil 41 und von dort zu dem regelbaren Ventil 43. Dieses wird in der bereits in Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Weise von dem Regler 45 angesteuert, der so dem durch die Pumpe 51 und den Bypass 49 gebildeten inneren Kreislauf um das elektrische Speicherelement 39 herum eine Menge warmen Flüssigkeits-Kühlmittels zuführt, die geeignet ist, die Temperatur in dem inneren Kreislauf und damit auch die Temperatur des elektrischen Speicherelements 39 konstant zu halten. Insbesondere wird die Temperatur des elektrischen Speicherelements 39 bevorzugt bei einem vorbestimmten Wert eingestellt.

Bei dem Umschaltventil 53 ist in dem dargestellten Betriebszustand der Anschluss B mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbun- den, während der Anschluss A gesperrt ist. Das Flüssigkeits- Kühlmittel strömt daher über den Anschluss B zu einem Knoten g, wo es mit dem Flüssigkeits-Kühlmittel-Strom vom Innenraum- Wärmetauscher 17 vereinigt wird und zum Gaskühler 5 zurückströmt. Damit zeigt sich Folgendes: In dem in Figur 4 dargestellten Heizbetrieb des elektrischen Speicherelements 39 wirkt der dritte Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 37 mit dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf 9 zusammen. Er ist diesem quasi wie ein Bypass parallel geschaltet. Warmes Flüssigkeits-Kühlmittel wird dem ersten Flüssig- keits-Kühlmittel-Kreislauf 9 für eine Temperierung des elektrischen Speicherelements 39 an dem Knoten f entnommen und schließlich an dem Knoten g wieder zugeführt. Das elektrische Speicherelement 39 wirkt als Wärmesenke. In dem in Figur 1 dargestellten Kühlbetrieb des elektrischen Speicherelements 39 wirkt der dritte Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 37 mit dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 zusammen. Er ist diesem quasi wie ein Bypass parallel geschaltet. Kaltes Flüssig- keits-Kühlmittel wird dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 1 an dem Knoten c entnommen und diesem an dem Knoten d wieder zugeführt. Das elektrische Speicherelement 39 wirkt als Wärmequelle.

Bevorzugt ist im Heizbetrieb des elektrischen Speicherelements 39 der Knoten f - in Strömungsrichtung gesehen - hinter dem Innenraum-Wärmetauscher 17 angeordnet. In diesem Fall hat das Flüssigkeits-Kühlmittel bereits Wärme an die Fahrgastzelle abgegeben. Das elektrische Speicherelement 39 wird also nicht unmittelbar mit dem vom Gaskühler 5 kommenden, heißen Flüssigkeits-Kühlmittel beaufschlagt, sondern einer im Vergleich hierzu abgesenkten Temperatur ausgesetzt. Dies ist sinnvoll, weil das elektrische Speicherelement 39 temperaturempfindlich ist und insbesondere nicht bei zu hoher Temperatur betrieben werden sollte.

Gleichwohl ist es bei einem anderen Ausführungsbeispiel möglich, den Knoten f - in Strömungsrichtung gesehen - vor dem Innenraum- Wärmetauscher 17 anzuordnen, insbesondere wenn die Zufuhr des Flüssigkeits-Kühlmittels zum elektrischen Speicherelement 39 über das regelbare Ventil 43 von dem Regler 45 geregelt wird. Auch mit dieser Regelung kann nämlich durchaus vermieden werden, dass das elektrische Speicherelement 39 mit zu heißem Flüssigkeits- Kühlmittel beaufschlagt wird. Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreisläufe des Ausführungsbeispiels einer Heiz-/Kühleinrichtung in einem passiven Betrieb. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.

Bei dem passiven Betrieb ist der Kältemittelkreislauf der Heiz-/Kühleinrichtung deaktiviert, das heißt, insbesondere der Verdichter 3 ist abgeschaltet. Zugleich kommt damit vorzugsweise der nicht dargestellte Kältemittel-Kreislauf zum Erliegen.

Im passiven Betrieb ist auch der zweite Flüssigkeits-Kühlmittel- Kreislauf 11 , insbesondere die Pumpe 15, deaktiviert. Diese stellt dann vorzugsweise einen hinreichen großen Strömungswiderstand insbesondere für gegebenenfalls gegen ihre Förderrichtung strö- mendes Flüssigkeits-Kühlmittel dar. Entsprechend kommt die Strömung in dem zweiten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 11 zum Erliegen.

Der erste Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 und insbesondere die Pumpe 13 sind aktiv. Daher strömt Flüssigkeits-Kühlmittel vom Gas- kühler 5 über die Pumpe 13 zu dem Umschaltventil 21. Da der Verdichter 3 deaktiviert ist, nimmt das Flüssigkeits-Kühlmittel allerdings im Gaskühler 5 keine Wärme auf. Dieser wirkt insoweit vorzugsweise als passives Element, stellt also für den ersten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf 9 weder eine Wärmequelle noch eine Wärme- senke dar.

Bei dem Umschaltventil 21 ist der Anschluss A mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden, während der Anschluss B gesperrt ist. Das Flüssigkeits-Kühlmittel strömt daher weiter zu einem Knoten h, der in dem vorliegenden Betriebszustand gebildet wird, weil das Schaltventil 55 geöffnet ist. Über dieses strömt das Flüssigkeits-Kühlmittel zu dem Umschaltventil 35, dessen Anschluss A mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist, während der Anschluss B gesperrt ist. Das Flüssigkeits-Kühlmittel strömt weiter zu dem Flüssigkeits-Kühlmantel des deaktivierten und insofern passiven Verdichters 3, von dem es vorzugsweise über den Knoten b zu dem Flüssigkeits-Kühlmantel des Elektromotors 31 und/oder demjenigen der Steuerungseinrichtung 33 gelangt. Vorzugsweise vereinigen sich die verzweigten Kühfmittel-Ströme stromabwärts dieser Elemente wieder in dem Knoten a. Von dort fließt das Kühlmittel zu dem Umschaltventil 29, dessen Anschluss A mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist, während der An- schluss B gesperrt ist.

Das Flüssigkeits-Kühlmittel strömt von dort durch den Außenluft- Wärmetauscher 19 zu dem Umschaltventil 27, dessen nicht gekennzeichneter Anschluss mit dem Anschluss B verbunden ist, während der Anschluss A gesperrt ist. Von dort fließt es zurück zum Gasküh- ler 5.

Im passiven Betrieb ist also der Außenluft-Wärmetauscher 19 dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 zugeordnet. Abwärme des Elektromotors 31 und/oder der Steuerungseinrichtung 33 wird über den Außenluft-Wärmetauscher 19 an die Umgebung abgegeben. Vorzugsweise kann der passive Betrieb im Herbst und im Frühjahr genutzt werden, wenn die Außentemperatur einerseits nicht so heiß ist, dass der Außenluft-Wärmetauscher 9 als Wärmequelle wirken würde oder dass in den Kühlbetrieb der Heiz-/Kühleinrichtung geschaltet werden müsste, andererseits aber auch nicht so kalt ist, dass in den Heizbetrieb der Heiz-/Kühleinrichtung geschaltet werden müsste. Auch der Innenraum-Wärmetauscher 17 ist dem ersten Flüssigkeits- Kühlmittel-Kreislauf 9 zugeordnet. Er ist allerdings - in Strömungsrichtung gesehen - hinter dem Knoten h angeordnet. Von ihm fließt Flüssigkeits-Kühlmittel zu dem Umschaltventil 41. Dieses wird in den dritten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 37 eingespeist, weil der An- schluss B des Umschaltventils 41 mit dem nicht gekennzeichneten Anschluss verbunden ist, während der Anschluss A gesperrt ist. Der dritte Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 37 wirkt hier also mit dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 zusammen. Im Übrigen ist die Funktionsweise des dritten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislaufs 37 be- ziehungsweise die Temperierung des elektrischen Speicherelements 39 identisch zu der bereits beschriebenen Funktionsweise. Bei dem Umschaltventil 53 ist der nicht gekennzeichnete Anschluss mit dem Anschluss A verbunden, sodass das Flüssigkeits-Kühlmittel über den Knoten d dem ersten Flüssigkeits-Kühlmittel-Kreislauf 9 wieder zuge- führt wird und von dort zu dem Umschaltventil 35 gelangt.

Über den Innenraum-Wärmetauscher 17 und den Außenluft- Wärmetauscher 19 wird ein Wärmeaustausch zwischen der Fahrgastzelle und der Umgebung des Fahrzeugs verwirklicht. Insbesondere wenn der passive Betrieb im Herbst oder Frühjahr aktiviert wird, wird so die Fahrgastzelle tendenziell gekühlt. Auch das elektrische Speicherelement 39 wird vorzugsweise gekühlt. Seine Abwärme wird über den Außenluft-Wärmetauscher 19 abgegeben.

Insgesamt zeigt sich, dass die Heiz-/Kühleinrichtung und das Verfahren zum Betreiben der Heiz-/Kühleinrichtung eine effiziente Ver- schaltung und damit optimale Nutzung der im Fahrzeug, insbesondere im Fahrzeug mit elektrischem Antrieb, vorhandenen Wärmequellen und Wärmesenken ermöglicht. Insbesondere die Nutzung von Abwärme des Verdichters 3 zum Heizen des Innenraums und der Einbeziehung des Außenluft-Wärmetauschers 19 als Wärmequelle in den Heizbetrieb für die Fahrgastzelle ermöglicht eine äußerst effiziente Betriebsweise. Hierdurch verbraucht die Heiz-/Kühleinrichtung wesentlich weniger Energie, als wenn eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen wäre. Insbesondere ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb erreicht so eine um vorzugsweise bis zu 30 % größere Reichweite als mit einer konventionellen Heiz-/Kühleinrichtung. Eine Enteisung des Außen luft-Wärmetauschers 19 ist zeitgleich mit dem Heizbetrieb möglich. Darüber hinaus ist es möglich, das elektrische Speicherelement 39 zu heizen oder zu kühlen.