Die
Erfindung betrifft eine Klimaanlage zur Standklimatisierung eines
Kraftfahrzeugs, mit einer Brennstoffzelle zum Betreiben eines Kältekreises.The
The invention relates to an air conditioner for stationary air conditioning
Motor vehicle, with a fuel cell for operating a refrigeration circuit.
Ferner
betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Klimaanlage.Further
The invention relates to a motor vehicle with such an air conditioner.
Aus
der DE 102 23 949
A1 ist eine Klimaanlage mit einer Brennstoffzelle zur Standklimatisierung eines
Fahrzeugs bekannt.From the DE 102 23 949 A1 An air conditioning system with a fuel cell for stationary air conditioning of a vehicle is known.
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die gattungsgemäße Klimaanlage
derart weiterzubilden, dass diese funktionell erweitert wird.It
the object of the present invention is the generic air conditioning system
in such a way that it is functionally extended.
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These
The object is solved by the features of claim 1.
Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.advantageous
Refinements and developments of the invention will become apparent
the dependent
Claims.
Die
erfindungsgemäße Klimaanlage
baut auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass zumindest eine Stelleinrichtung vorgesehen
ist, um abhängig
von deren Schaltstellung eine zu klimatisierende Zuluft von außerhalb
eines zu klimatisierenden Fahrzeuginnenraums und/oder aus dem Fahrzeuginnenraum
der Klimatisierung zuzuführen,
wobei die Schaltstellung der Stelleinrichtung zumindest von einem
Sensorsignal abhängig
steuerbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist eine automatische Umschaltung
zwischen Frischluftzufuhr und Umluftzirkulation in einer Klimaanlage
der gattungsgemäßen Art
realisiert. Diese automatische Umschaltung kann beispielsweise dazu
eingesetzt werden, eine schnellere Kühlung des Fahrzeuginnenraums
zu bewerkstelligen.The
inventive air conditioning
builds on the generic state
the technique on that at least one adjusting device provided
is dependent
from their switching position to be conditioned supply air from outside
an air-conditioned vehicle interior and / or from the vehicle interior
to supply the air conditioning,
wherein the switching position of the adjusting device of at least one
Sensor signal dependent
is controllable. By this configuration is an automatic switching
between fresh air supply and circulating air circulation in an air conditioning system
of the generic type
realized. This automatic switching can for example
be used, a faster cooling of the vehicle interior
to accomplish.
Des
Weiteren kann die erfindungsgemäße Klimaanlage
dadurch weitergebildet sein, dass das Sensorsignal von einem Außentemperatursensor stammt,
so dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung von der Fahrzeugaußentemperatur
abhängig steuerbar
ist. Dies ermöglicht,
die Temperatur der Zuluft von außerhalb eines zu klimatisierenden
Fahrzeuginnenraums für
Steuerzwecke der Solltemperaturerreichung im Fahrzeuginnenraum einzusetzen.Of
Further, the air conditioner according to the invention
be further developed in that the sensor signal comes from an outside temperature sensor,
so that the switching position of the adjusting device of the vehicle outside temperature
dependent controllable
is. This makes possible,
the temperature of the supply air from outside to be air-conditioned
Vehicle interior for
Use tax purposes of target temperature in the vehicle interior.
Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung
des Weiteren von einem zweiten Sensorsignal abhängig steuerbar ist, welches
von einem Innentemperatursensor stammt, der im Fahrzeuginnenraum
angeordnet ist. Somit kann die Schaltstellung dahingehend verändert werden,
dass eine schnellere Erreichung der Solltemperatur ermöglicht wird.Furthermore
can be provided that the switching position of the adjusting device
further controllable by a second sensor signal dependent, which
from an internal temperature sensor that is inside the vehicle
is arranged. Thus, the shift position can be changed to
that a faster achievement of the target temperature is made possible.
Vorteilhafterweise
ist ferner vorgesehen, dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung
so steuerbar ist, dass diejenige Luft zur Klimatisierung zuführbar ist,
deren Isttemperatur eine geringere Differenz zur Solltemperatur
des Fahrzeuginnenraums hat. Dies ermöglicht ein schnelles Erreichen
der Fahrzeuginnenraum-Solltemperatur und ein effizientes Beibehalten
dieser Temperatur, da die Klimaanlage eine geringere Temperaturdifferenz
zur Erreichung der Solltemperatur ausgleichen muss.advantageously,
is further provided that the switching position of the adjusting device
is controllable so that the air can be supplied to the air conditioning,
their actual temperature is a smaller difference to the setpoint temperature
of the vehicle interior has. This allows a quick achievement
the vehicle interior target temperature and efficient maintenance
this temperature, because the air conditioning has a lower temperature difference
to compensate for the target temperature.
Ferner
kann die Klimaanlage so ausgebildet sein, dass die Schaltstellung
der Stelleinrichtung so steuerbar ist, dass diejenige Luft zur Klimatisierung zuführbar ist,
deren Luftqualität
besser ist. Ein für
diese Zwecke vorgesehener Sensor detektiert beispielsweise giftige
oder gesundheitsschädliche
Stoffe in der zuzuführenden
Luft und/oder misst die Quantität der
Schmutzteilchen in der zugeführten
Luft, um somit Rückschlüsse auf
die Luftqualität
zuzulassen. Dies bietet zusätzlich
einen Sicherheitsaspekt für
die Fahrzeuginsassen.Further
the air conditioning system can be designed so that the switching position
the control device is controllable so that the air can be supplied to the air conditioning,
their air quality
is better. One for
For example, this purpose sensor detects poisonous
or harmful
Substances in the supplied
Air and / or measure the quantity of
Dirt particles in the supplied
Air, thus conclusions on
the air quality
permit. This offers in addition
a security aspect for
the vehicle occupants.
Mit
dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug, welches
eine solche Klimaanlage aufweist, können die vorstehend genannten
Vorteile in übertragener Weise
erreicht werden.With
the motor vehicle according to the invention, which
having such an air conditioner, the above
Advantages in a metaphorical way
be achieved.
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beispielhaft erläutert.preferred
embodiments
The invention will be described below with reference to the accompanying drawings
Drawings exemplified.
Es
zeigen:It
demonstrate:
1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel; 1 a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a first embodiment;
2 eine
schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Klimaanlage
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel; 2 a schematic representation of the motor vehicle with the air conditioner according to the invention according to the first embodiment;
3 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel; 3 a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a second embodiment;
4 eine
schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs in dem die erfindungsgemäße Klimaanlage
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel montiert
ist; und 4 a schematic representation of a motor vehicle in which the air conditioning system according to the invention is mounted according to the second embodiment; and
5 ein
Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Klimatisierungsbetriebs. 5 a flow chart of the air conditioning operation according to the invention.
1 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel.
Die in einem Kraftfahrzeug 10 installierte Klimaanlage 12 (Einbaulage siehe 2),
die in 1 mit einer gestrichelten Linie umrissen ist,
umfasst als Hauptelemente ein Brennstoffzellensystem 14 und
einen Kältekreis 16. 1 shows a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a first embodiment. The in a motor vehicle 10 installed air conditioning 12 (Installation position see 2 ), in the 1 outlined with a dashed line, includes as main elements The fuel cell system 14 and a cooling circuit 16 ,
Das
Brennstoffzellensystem 14 umfasst einen Reformer 18,
dem über
einen Brennstoffstrang 20 aus einem nicht dargestellten
Brennstofftank Brennstoff zuführbar
ist. Ferner ist dem Reformer 18 an einer zweiten Brennstoffzuführstufe
mittels eines Brennstoffstrangs 22 ebenfalls aus dem Brennstofftank
Brennstoff zuführbar.
Als Brennstoffsorten kommen Diesel, Benzin, Erdgas und weitere aus
dem Stand der Technik bekannte Brennstoffsorten in Frage. Weiterhin
ist dem Reformer 18 über
einen Oxidationsmittelstrang 24 Oxidationsmittel, d.h.
insbesondere Luft, zuführbar.
Das von dem Reformer 18 erzeugte Reformat ist einem Brennstoffzellenstapel 26 zuführbar. Alternativ
kann anstatt des Brennstoffzellenstapels 26 auch nur eine
Brennstoffzelle vorgesehen sein. Bei dem Reformat handelt es sich
um ein wasserstoffhaltiges Gas, das in dem Brennstoffzellenstapel 26 mit
Hilfe von über
einen Kathodenzuluftstrang 28 geförderter Kathodenzuluft unter
Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme umgesetzt wird. Die erzeugte
elektrische Energie ist über
eine elektrische Leitung 30 einem Elektromotor 32,
einer Batterie 34 und einer elektrischen Heizeinrichtung 36 der
Klimaanlage 12 zuführbar.
Dies kann auf direktem Weg erfolgen oder durch Einspeisung der Energie über einen
zentralen Knoten in das elektrische Bordnetz des Kraftfahrzeugs 10.
Im dargestellten Fall ist das Anodenabgas über einen Anodenabgasstrang 38 einer
Mischeinheit 40 eines Nachbrenners 42 zuführbar. Ferner
ist dem Nachbrenner 42 über
einen Brennstoffstrang 44 Brennstoff aus dem Brennstofftank
und über
einen Oxidationsmittelstrang 46 Oxidationsmittel zuführbar. In
den Brennstoffsträngen 20, 22 und 44 sind
geeignete, nicht dargestellte Fördereinrichtungen,
wie beispielsweise Pumpen, angeordnet. Ebenso sind in den Oxidationsmittelsträngen 24 und 46 entsprechende,
nicht dargestellte Fördereinrichtungen,
in diesem Fall vorzugsweise Gebläse, angeordnet.
Diese Fördereinrichtungen
können
direkt vom Brennstoffzellenstapel 26 oder von der Batterie 34 mit
Strom versorgt werden. In dem Nachbrenner 42 erfolgt eine
Umsetzung des abgereicherten Anodenabgases mit dem geförderten
Brennstoff und Oxidationsmittel zu einem Verbrennungsabgas, welches
in einer Mischeinheit 48 mit Kathodenabluft vermischt wird,
die über
einen Kathodenabluftstrang 50 von dem Brennstoffzellenstapel 26 zu
der Mischeinheit 48 gefördert
wird. Das Verbrennungsabgas, welches nahezu keine Schadstoffe enthält, durchströmt einen
Wärmetauscher 52 zum
Vorwärmen
der Kathodenzuluft und verlässt
schließlich
das Brennstoffzellensystem 14 über einen Abgasauslass 54.The fuel cell system 14 includes a reformer 18 that about a fuel train 20 from a fuel tank, not shown, fuel is supplied. Furthermore, the reformer 18 at a second fuel supply stage by means of a fuel train 22 also fed from the fuel tank fuel. As fuel types are diesel, gasoline, natural gas and other known from the prior art types of fuel in question. Furthermore, the reformer 18 via an oxidizer strand 24 Oxidizing agent, ie in particular air, can be fed. That of the reformer 18 produced reformate is a fuel cell stack 26 fed. Alternatively, instead of the fuel cell stack 26 also be provided only a fuel cell. The reformate is a hydrogen-containing gas contained in the fuel cell stack 26 with the help of over a Kathodenzuluftstrang 28 funded Kathedenzuluft is converted to generate electrical energy and heat. The generated electrical energy is via an electrical line 30 an electric motor 32 , a battery 34 and an electric heater 36 the air conditioning 12 fed. This can be done directly or by feeding the energy through a central node in the electrical system of the motor vehicle 10 , In the illustrated case, the anode exhaust gas is via an anode exhaust line 38 a mixing unit 40 an afterburner 42 fed. Further, the afterburner 42 over a fuel strand 44 Fuel from the fuel tank and via an oxidizer strand 46 Oxidizing agent fed. In the fuel strands 20 . 22 and 44 are suitable, not shown conveyors, such as pumps arranged. Likewise, in the oxidizer strands 24 and 46 corresponding conveyors, not shown, in this case, preferably blower arranged. These conveyors can be directly from the fuel cell stack 26 or from the battery 34 be powered. In the afterburner 42 There is a reaction of the depleted anode exhaust gas with the funded fuel and oxidant to a combustion exhaust gas, which in a mixing unit 48 is mixed with cathode exhaust air, which via a cathode exhaust line 50 from the fuel cell stack 26 to the mixing unit 48 is encouraged. The combustion exhaust gas, which contains almost no pollutants, flows through a heat exchanger 52 for preheating the Kathodenzuluft and finally leaves the fuel cell system 14 via an exhaust outlet 54 ,
In
dem Kältekreis 16 sind
ein Kompressor 56, ein Kondensator 58, ein Expansionsorgan 60 und ein
Verdampfer 62 angeordnet. Der Kompressor 56 ist
von dem Elektromotor 32 antreibbar, welcher wiederum vorzugsweise
durch den Brennstoffstoffzellenstapel 26 des Brennstoffzellensystems 14 mit
Energie versorgt wird, aber kurzzeitig auch von der Batterie 34 mit
Energie versorgt werden kann. Dem Verdampfer 62 ist ein
Gebläse 64 zugeordnet. Über eine Außenluftleitung 66 kann
von Außen
Umgebungsluft angesaugt werden.In the refrigeration circuit 16 are a compressor 56 , a capacitor 58 , an expansion organ 60 and an evaporator 62 arranged. The compressor 56 is from the electric motor 32 drivable, which in turn preferably through the fuel cell stack 26 of the fuel cell system 14 is powered, but for a short time also from the battery 34 can be supplied with energy. The evaporator 62 is a fan 64 assigned. Via an outside air duct 66 can be sucked in from the outside ambient air.
Der
Begriff "von Außen", wie er im Zusammenhang
mit sämtlichen
Ausführungsbeispielen
verwendet wird, bedeutet dabei von außerhalb des Innenraumes 78,
bezeichnet somit die das Kraftfahrzeug 10 umgebende Luft.
Die Außenluftleitung 66 führt zu einer
Stelleinrichtung 68, welche die Außenluft dem Gebläse 64 zuführen kann.
Die Stelleinrichtung 68 kann in der Praxis beispielsweise
durch ein oder mehrere Ventile realisiert werden. Die von der Stelleinrichtung 68 zum
Gebläse 64 geleitete
Luft strömt
als Luftstrom 70 an dem Verdampfer 62 vorüber. Auf
diese Weise kann dem Luftstrom 70 durch den Verdampfer 62 Wärmeenergie
entzogen werden. Der gekühlte
Luftstrom kann dann über
eine Stelleinrichtung 72 und eine Luftführung 74 über eine
Hutablage 76 einem Fahrzeuginnenraum 78 zugeführt werden.
Die Stelleinrichtung 72 kann beispielsweise durch ein Elektromagnetventil
oder durch Rückschlagventile,
welche jeweils nur eine Strömung
von den beiden Zuleitungen hin zur Luftführung 74 zulassen,
realisiert werden. Die gekühlte
Luft strömt
durch den Fahrzeuginnenraum 78 und verlässt diesen unterhalb einer
Sitzbank 80, vorzugsweise der hinteren Sitzbank. Anschließend strömt die Luft über eine Luftführung 82 zurück zu der
Stelleinrichtung 68, wo sie ganz oder teilweise nach Außen abgeführt wird oder
zurück
zum Gebläse 64 geleitet
wird. Für
die Führung
der Luft nach Außen
ist eine entsprechende Leitung vorgesehen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt ist. Über
die Schaltung der Stelleinrichtung 68 lässt sich somit wahlweise ein Frischluft-
oder ein Umluftkonzept realisieren, bei dem Luft von Außen über die
Außenluftleitung 66 angesaugt
wird oder die Luft aus der Luftführung 82 rezirkuliert
wird. Auch Mischformen dieser Betriebsarten sind möglich. Ferner
kann mittels der Stelleinrichtung 68, die über die
Außenluftleitung 66 eingeleitete Luft
einer Luftführung 84 und über diese
einem Gebläse 86 zugeführt werden.
In diesem Falle strömt diese
Luft als Luftstrom 88 an heißen Teilen des Brennstoffzellensystems 14 direkt
vorüber
oder durch (nicht dargestellte) Wärmetauscher, die zwischen dem
Luftstrom 88 und den heißen Teilen vermitteln. Die
heißen
Teile des Brennstoffzellensystems 14 sind vorzugsweise
der Reformer 18, der Brennstoffzellenstapel 26 und
der Nachbrenner 42. Auf diese Weise kann durch die Abwärme der
heißen Teile
des Brennstoffzellensystems 14 dem Luftstrom 88 Wärmeenergie
zugeführt
werden. Der erwärmte Luftstrom 88 führt über eine
Luftführung 90 zu
der elektrischen Heizeinrichtung 36, die direkt von einer vom
Brennstoffzellenstapel 26 erzeugten oder von der Batterie 34 gespeicherten
Energie versorgt wird. Somit kann in einem Heizbetrieb die ohnehin
schon vorgewärmte
Luft in der Luftführung 90 weiter
erwärmt
werden und über
die Stelleinrichtung 72 und die Luftführung 74 dem Innenraum 78 zugeführt werden.
Nach dem Durchströmen
des Innenraums 78 führt
der Luftstrom über
die Luftführung 82 zur
Stelleinrichtung 68, wo er entweder nach Außen abgeführt wird
oder zurück
zum Gebläse 86 geleitet
wird. Auch hierbei lässt
sich über
die Schaltung der Stelleinrichtung 68 somit wahlweise in
einem solchen Heizbetrieb ein Umluftkonzept realisieren, bei dem Luft
von Außen über die
Außenluftleitung 66 angesaugt
wird oder die Luft aus der Luftführung 82 rezirkuliert
wird. Ferner ist an dem nach außen
ragenden Ende der Außenluftleitung 66 ein
Außentemperatursensor 96 vorgesehen.
Dieser ist vorzugsweise außen
an der Außenluftleitung 66 angeordnet,
um die Temperatur der entsprechenden Luft erfassen zu können bevor
diese tatsächlich
in die Außenluftleitung 66 eingesaugt
wird. Alternativ oder zusätzlich zum
Außentemperatursensor 96 kann
ein Sensor vorgesehen sein, der die Qualität der Außenluft detektiert. In diesem
Falle werden beispielsweise giftige oder gesundheitsschädliche Stoffe
in der zuzuführenden
Luft und/oder die Quantität
der Schmutzteilchen in der zuzuführenden
Luft gemessen, um somit Rückschlüsse auf
die Luftqualität
zuzulassen. Darüber
hinaus ist ein Innentemperatursensor 98 vorgesehen, um
die Isttemperatur im Fahrzeuginnenraum 78 zu erfassen.The term "from outside", as used in connection with all embodiments, means from outside the interior 78 , thus designating the motor vehicle 10 surrounding air. The outside air duct 66 leads to an actuating device 68 which the outside air is the blower 64 can supply. The adjusting device 68 can be realized in practice, for example, by one or more valves. The of the adjusting device 68 to the blower 64 Guided air flows as airflow 70 on the evaporator 62 over. In this way, the airflow 70 through the evaporator 62 Heat energy to be withdrawn. The cooled air flow can then via an adjusting device 72 and an air duct 74 over a hat rack 76 a vehicle interior 78 be supplied. The adjusting device 72 For example, by a solenoid valve or by check valves, which in each case only a flow from the two leads to the air duct 74 allow to be realized. The cooled air flows through the vehicle interior 78 and leaves it below a bench 80 , preferably the rear seat. Then the air flows over an air duct 82 back to the actuator 68 where it is completely or partially discharged to the outside or back to the blower 64 is directed. For the guidance of the air to the outside, a corresponding line is provided, which is not shown for reasons of clarity. About the circuit of the adjusting device 68 Thus, either a fresh air or a recirculated air concept can be realized, in which air from the outside via the outside air duct 66 is sucked or the air from the air duct 82 is recirculated. Mixed forms of these modes are possible. Furthermore, by means of the adjusting device 68 passing through the outside air duct 66 introduced air an air duct 84 and about this a blower 86 be supplied. In this case, this air flows as a stream of air 88 on hot parts of the fuel cell system 14 directly past or through (not shown) heat exchangers between the air flow 88 and convey the hot parts. The hot parts of the fuel cell system 14 are preferably the reformer 18 , the fuel cell stack 26 and the afterburner 42 , In this way, by the waste heat of the hot parts of the fuel cell system 14 the airflow 88 Heat energy to be supplied. The heated air flow 88 leads through an air duct 90 to the electric heater 36 coming directly from one of the fuel cell stacks 26 generated or from the battery 34 stored energy is supplied. Thus, in a heating operation, the already preheated air in the air duct 90 continue to be heated and the adjusting device 72 and the air duct 74 the interior 78 be supplied. After flowing through the interior 78 The air flow leads through the air duct 82 to the adjusting device 68 where it is either discharged to the outside or back to the blower 86 is directed. Again, can be on the circuit of the actuator 68 Thus, either in such a heating operation realize a recirculation concept, the air from the outside via the outside air duct 66 is sucked or the air from the air duct 82 is recirculated. Further, at the outwardly projecting end of the outside air duct 66 an outdoor temperature sensor 96 intended. This is preferably outside of the outside air duct 66 arranged to detect the temperature of the corresponding air before it actually enters the outside air duct 66 is sucked in. Alternatively or in addition to the outside temperature sensor 96 a sensor can be provided which detects the quality of the outside air. In this case, for example, toxic or harmful substances in the air to be supplied and / or the quantity of dirt particles in the air to be supplied are measured in order to allow conclusions about the air quality. In addition, an indoor temperature sensor 98 provided to the actual temperature in the vehicle interior 78 capture.
Nachfolgend
werden verschiedene Betriebszustände
aufgezeigt, die mittels der vorstehend beschriebenen Klimaanlage
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
realisierbar sind:
Kühlbetrieb
mit Umluftzirkulation: In diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 68 so
geschaltet, dass Luft aus dem Innenraum 78 über die
Luftführung 82 zu
dem Gebläse 64 geführt wird.
Dieser Luftstrom 70 wird gekühlt und über die Stelleinrichtung 72 und
die Luftführung 74 in
den Innenraum 78 geführt,
wodurch dieser gekühlt
wird. Um im Kühlbetrieb
ein Aufheizen des Kofferraums, in dem die Klimaanlage 12 angeordnet
ist, zu vermeiden, sind entsprechende (nicht dargestellte) Gebläse und Leitungen
vorgesehen, welche die Abwärme
des Brennstoffzellensystems 14 und die Abwärme des
Kondensators 58 nach Außen abführen. Im Falle des Kondensators 58 könnte dieser
alternativ auch Außen
am Fahrzeug 10 angeordnet werden, um somit die Abwärme direkt
abzutransportieren.Hereinafter, various operating conditions are shown, which can be realized by means of the air conditioning system according to the first embodiment described above:
Cooling mode with circulating air circulation: In this operating state, the actuating device is 68 switched so that air from the interior 78 over the air duct 82 to the fan 64 to be led. This airflow 70 is cooled and over the actuator 72 and the air duct 74 in the interior 78 led, whereby this is cooled. To heat up the boot in the cooling mode, in which the air conditioning 12 is arranged to avoid, corresponding (not shown) blower and lines are provided which the waste heat of the fuel cell system 14 and the waste heat of the condenser 58 dissipate to the outside. In the case of the capacitor 58 this could alternatively be outside on the vehicle 10 be arranged so as to remove the waste heat directly.
Kühlbetrieb
mit Außenluftzuführung: In
diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 68 so geschaltet,
dass Außenluft über die
Außenluftleitung 66 zu
dem Gebläse 64 geführt wird.
Der Luftstrom 70 wird gekühlt und über die Stelleinrichtung 72 und
die Luftführung 74 in
den Innenraum 78 geführt.
Der über die
Luftführung 82 aus
dem Innenraum 78 führende Luftstrom
wird von der Stelleinrichtung 68 nach Außen abgegeben.
Hinsichtlich des Abführens
der Abwärme
des Brennstoffzellensystems 14 und des Kondensators 58 werden
die im Rahmen des vorstehend beschriebenen Kühlbetriebs erläuterten
Maßnahmen ergriffen.Cooling mode with outside air supply: In this operating state, the setting device is 68 switched so that outside air through the outside air duct 66 to the fan 64 to be led. The airflow 70 is cooled and over the actuator 72 and the air duct 74 in the interior 78 guided. The over the air duct 82 from the interior 78 leading airflow is from the actuator 68 delivered to the outside. With regard to the removal of the waste heat of the fuel cell system 14 and the capacitor 58 the measures explained in the context of the cooling operation described above are taken.
Heizbetrieb
mit Umluftzirkulation: In diesem Betriebszustand wird über die
Luftführung 82,
die Stelleinrichtung 68 und die Luftführung 84 ein Luftstrom 88 aus
dem Innenraum 78 zum Gebläse 86 geführt. Der
Kältekreis 16 ist
nicht in Betrieb, d.h. der Elektromotor 32 wird nicht betrieben.
Das Gebläse 86 führt den
Luftstrom 88 an den heißen Teilen des Brennstoffzellensystems 14 vorüber. Die
auf diese Weise vorgewärmte
Luft wird mittels der Luftführung 90 zu
der elektrischen Heizeinrichtung 36 und weiter zur Stelleinrichtung 72 geführt. Die
elektrische Heizeinrichtung 36 wird zur Erwärmung der
Luft in der Luftführung 90 mit
elektrischem Strom betrieben. Anschließend strömt die erwärmte Luft über die Stelleinrichtung 72 und
die Luftführung 74 in
den Innenraum 78.Heating mode with recirculating air circulation: In this operating state, airflow is used 82 , the adjusting device 68 and the air duct 84 an airflow 88 from the interior 78 to the blower 86 guided. The refrigeration circuit 16 is not in operation, ie the electric motor 32 is not operated. The fan 86 guides the airflow 88 on the hot parts of the fuel cell system 14 over. The preheated in this way air is by means of the air duct 90 to the electric heater 36 and on to the adjusting device 72 guided. The electric heater 36 is used to heat the air in the air duct 90 powered by electricity. Subsequently, the heated air flows over the adjusting device 72 and the air duct 74 in the interior 78 ,
Heizbetrieb
mit Außenluftzuführung: In
diesem Betriebszustand wird Außenluft über die
Außenluftleitung 66 von
der Stelleinrichtung 68 der Luftführung 84 zugeführt. Die
durch den Betrieb des Brennstoffzellensystem 14 entstehende
Abwärme
erwärmt den
Luftstrom 88. Dieser erwärmte Luftstrom wird, wie im
vorstehend beschriebenen Betriebszustand, über die Luftführung 90,
die elektrische Heizeinrichtung 36, die Stelleinrichtung 72 und
die Luftführung 74 in
den Innenraum 78 geleitet. Anschließend wird dieser Luftstrom über die
Luftführung 82 zur
Stelleinrichtung 68 geführt,
wo er nach Außen
abgegeben wird.Heating mode with outside air supply: In this operating state, outside air is supplied via the outside air line 66 from the actuator 68 the air duct 84 fed. The through the operation of the fuel cell system 14 The resulting waste heat heats the airflow 88 , This heated air flow, as in the operating condition described above, on the air flow 90 , the electric heater 36 , the adjusting device 72 and the air duct 74 in the interior 78 directed. Subsequently, this air flow through the air duct 82 to the adjusting device 68 led where he is discharged to the outside.
Diese
unterschiedlichen Betriebszustände werden über eine
elektronische Steuereinheit angesteuert, die je nach Temperatur
im Innenraum 78, Außentemperatur,
eingestellten Solltemperaturen und gewünschtem Klimatisierungsbetrieb
den geeigneten Betriebszustand auswählt. Diese elektronische Steuereinheit
ist aus Gründen
der Übersichtlichkeit
in den Figuren nicht dargestellt, jedoch ist dem Fachmann sofort
ersichtlich, dass diese zumindest mit den entsprechenden Fördereinrichtungen
in den Strängen 20, 22, 24, 44 und 46 der
Energieverteilung in der elektrischen Leitung 30, den Gebläsen 64 und 86,
der elektrischen Heizeinrichtung, dem Elektromotor 32, den
Stelleinrichtungen 68 und 72 sowie den entsprechenden
Temperatursensoren 96 und 98 verbunden ist.These different operating conditions are controlled by an electronic control unit, depending on the temperature in the interior 78 , Outside temperature, set target temperatures and desired air conditioning operation selects the appropriate operating state. This electronic control unit is not shown in the figures for reasons of clarity, but it is immediately apparent to the person skilled in the art that this at least with the corresponding conveyors in the strands 20 . 22 . 24 . 44 and 46 the power distribution in the electrical line 30 , the blowers 64 and 86 , the electric heater, the electric motor 32 , the adjusting devices 68 and 72 and the corresponding temperature sensors 96 and 98 connected is.
Die
elektronische Steuereinheit steuert unter anderem automatisch die
Umschaltung zwischen Frischluft- und Umluftkonzept oder die Schaltung
in einen Mischbetrieb. Dazu ermittelt die elektronische Steuereinheit
mittels des Außentemperatursensors 96 die
Außentemperatur
und mittels des Innentemperatursensors 98 die Isttemperatur
im Fahrzeuginnenraum. Anschließend
werden die jeweiligen Differenzen der Außentemperatur und der Fahrzeuginnenraum-Isttemperatur gegenüber der
Fahrzeuginnenraum-Solltemperatur
gebildet. Ist die Differenz von Außentemperatur zu Fahrzeuginnenraum-Solltemperatur
kleiner, dann steuert die elektronische Steuereinheit die Stelleinrichtung 68 derart,
dass die Klimaanlage im Frischluftkonzept betrieben wird. Ist die
Differenz der Umlufttemperatur zur Fahrzeuginneraum-Solltemperatur
geringer, dann wird die Klimaanlage im Umluftkonzept betrieben.
Natürlich
ist dabei zu berücksichtigen,
dass die Insassen ausreichend mit Frischluft versorgt werden, so
dass das Umluftkonzept parallel zeitabhängig gesteuert wird, so dass
nach einer bestimmten Betriebsdauer im Umluftkonzept aus Gründen der
Frischluftversorgung zeitweilig auf das Frischluftkonzept umgeschaltet wird.Among other things, the electronic control unit automatically controls the switching between the fresh air and circulating air concept or the circuit into a mixed operation. For this purpose, the electronic control unit determines by means of the outside temperature sensor 96 the outside temperature and by means of the indoor temperature sensor 98 the actual temperature in the vehicle interior. Subsequently, the respective differences of the outside temperature and the vehicle interior actual temperature with respect to the vehicle interior target temperature are formed. If the difference between the outside temperature and the vehicle interior target temperature is smaller, then the electronic control unit controls the actuator 68 such that the air conditioning is operated in the fresh air concept. If the difference between the circulating air temperature and the vehicle interior setpoint temperature is lower, then the air conditioning system is operated in the recirculation concept. Of course, it should be noted that the occupants are adequately supplied with fresh air, so that the recirculation concept is controlled in parallel time-dependent, so that after a certain period of operation in the recirculation concept for reasons of fresh air supply is temporarily switched to the fresh air concept.
Alternativ
kann die automatische Umschaltung von Frisch- und Umluftkonzept auch abhängig von
der Luftqualität
gesteuert werden. In diesem Falle wird automatisch auf ein Umluftkonzept
geschaltet, falls die Außenluftqualität unter
einen bestimmten Schwellenwert abfällt. Diese Auße luftqualität kann wie
oben erwähnt über einen
entsprechenden Sensor detektiert werden.alternative
The automatic switching between fresh and recirculating air concept can also be dependent on
the air quality
to be controlled. In this case, automatically on a recirculation concept
switched if the outdoor air quality is below
falls below a certain threshold. This outdoor air quality can be like
mentioned above about one
corresponding sensor can be detected.
Die
vorstehend beschriebene Strömungsrichtung
im Fahrzeuginnenraum 78, d.h. Einführen der Luft über die
Hutablage 76 und Abführen
der Luft unterhalb der Sitzbank 80 kann im Kühl- und/oder Heizbetrieb
auch umgekehrt sein. Für
eine derartige Abwandlung müsste
entsprechend die Luftführung 74 unterhalb
der Sitzbank 80 in den Fahrzeuginnenraum 78 münden und
die Luftführung 82 über die Hutablage 76 in
den Fahrzeuginnenraum 78 münden.The flow direction described above in the vehicle interior 78 , ie introducing the air through the parcel shelf 76 and exhaust the air below the seat 80 can also be reversed in cooling and / or heating mode. For such a modification would have accordingly the air flow 74 below the seat 80 in the vehicle interior 78 lead and the air duct 82 over the hat rack 76 in the vehicle interior 78 lead.
2 zeigt
eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs 10 mit
der erfindungsgemäßen Klimaanlage 12 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
In 2 ist insbesondere die Einbaulage der Klimaanlage 12 veranschaulicht.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage 12 ist
im Kofferraum montierbar, vorzugsweise als nachrüstbare Einheit. Zusätzlich zur
beschriebenen Klimaanlage 12 hat das Kraftfahrzeug 10 eine
herkömmliche
Klimaanlage 92, bei der ein Kompressor eines herkömmlichen
Kältekreises mechanisch
von einem Antriebsaggregat 94, vorzugsweise einem Verbrennungsmotor,
antreibbar ist. Während
der Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 und dem damit verbundenen
Betrieb des Antriebsaggregats 94 kann der Innenraum 78 über die
herkömmliche, fahrzeugeigene
Klimaanlage 92 in allgemein bekannter Weise gekühlt bzw.
mittels Abwärme
des Antriebsaggregats 94 erwärmt werden. Bei Stillstand
des Antriebsaggregats 94 kann der Innenraum 78 über die
erfindungsgemäße Klimaanlage 12 klimatisiert werden. 2 shows a schematic representation of the motor vehicle 10 with the air conditioning system according to the invention 12 according to the first embodiment. In 2 is in particular the installation position of the air conditioner 12 illustrated. The inventive air conditioning 12 is mountable in the trunk, preferably as a retrofit unit. In addition to the described air conditioning 12 has the motor vehicle 10 a conventional air conditioning 92 in which a compressor of a conventional refrigeration circuit mechanically from a drive unit 94 , preferably an internal combustion engine, is drivable. While driving the motor vehicle 10 and the associated operation of the drive unit 94 can the interior 78 on the conventional, on-board air conditioning 92 cooled in a generally known manner or by means of waste heat of the drive unit 94 to be heated. At standstill of the drive unit 94 can the interior 78 over the air conditioning system according to the invention 12 be air conditioned.
3 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel.
Zur Vermeidung von Wiederholungen wird für Komponenten, die denen des
ersten Ausführungsbeispiels
entsprechen, auf eine Beschreibung verzichtet, und es werden für diese
Komponenten gleiche Bezugszeichen wie in 1 und 2 verwendet.
Die Klimaanlage 112 des zweiten Ausführungsbeispiels hat die äußere Gestalt
eines Klimatisierungsturms 192, dessen Innenaufbau durch
die gestrichelte Linie 194 umrissen ist. Der Klimatisierungsturm 192 hat
einen Luftauslass 196 und einen Lufteinlass 198.
Ferner ist in dem Klimatisierungsturm 192 ein Kühlschrank 200 angeordnet.
Der Kältekreis 116 unterscheidet
sich vom Kältekreis 16 des
ersten Ausführungsbeispiels
dadurch, dass parallel zum Verdampfer 62 ein Kühlschrankverdampfer 202 geschaltet
ist, der im Kühlschrank 200 angeordnet
ist. An den Abzweigungen zum Kühlschrankverdampfer 202 sind
Stelleinrichtungen 204 platziert, mit denen wahlweise der
Verdampfer 62, der Kühlschrankverdampfer 202 oder beide
in den Kältekreis 116 eingebunden
werden können.
Ferner ist im zweiten Ausführungsbeispiel dem
Kondensator 58 ein Gebläse 206 zugeordnet, mit
dem ein Luftstrom 208 von einer Stelleinrichtung 168 zu
einer Luftführung 184 oder
entgegengesetzt dazu erzeugt werden kann. Der wesentliche Unterschied
der Stelleinrichtung 68 des ersten Ausführungsbeispiels zur Stelleinrichtung 168 des
zweiten Ausführungsbeispiels
besteht darin, dass der in den Figuren nach links führende Luftstrom
zu unterschiedlichen Komponenten geführt wird. Der Luftstrom 208 wird
an dem Kondensator 58 vorüber geführt, wo ihm Wärmeenergie
zugeführt
wird, falls der Kältekreis 116 in
Betrieb ist. Der so vorgewärmte Luftstrom
wird der Luftführung 184 zugeführt, die
an einer Stelleinrichtung 210 endet. An der Stelleinrichtung 210 kann
der vorgewärmte
Luftstrom wahlweise zusätzlich über ein
Gebläse 212 mit
Abwärme
von den heißen
Teilen des Brennstoffzellensystems 14 beaufschlagt werden.
Dieser warme Luftstrom wird in eine Luftführung 190 geleitet,
die mit der elektrischen Heizeinrichtung 36 zum weiteren
Erwärmen
des Luftstroms versehen ist und den Luftstrom weiter zur Stelleinrichtung 72 und
von dort zu dem Lufteinlass 196 führt. Am Klimatisierungsturm 192 ist
ein Innentemperatursensor 214 vorgesehen, der in der Funktion
dem Innentemperatursensor 98 entspricht. 3 shows a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a second embodiment. In order to avoid repetition, a description is omitted for components corresponding to those of the first embodiment, and the same reference numerals as in FIG 1 and 2 used. The air conditioner 112 of the second embodiment has the outer shape of an air conditioning tower 192 whose internal structure is indicated by the dashed line 194 outlined. The air conditioning tower 192 has an air outlet 196 and an air inlet 198 , Further, in the air conditioning tower 192 a fridge 200 arranged. The refrigeration circuit 116 differs from the refrigeration circuit 16 of the first embodiment in that parallel to the evaporator 62 a refrigerator evaporator 202 Switched in the fridge 200 is arranged. At the branches to the refrigerator evaporator 202 are adjusting devices 204 placed, with which optionally the evaporator 62 , the refrigerator evaporator 202 or both in the refrigeration circuit 116 can be integrated. Furthermore, in the second embodiment, the capacitor 58 a fan 206 associated with the one airflow 208 from an actuator 168 to an air duct 184 or opposite can be generated. The main difference of the actuator 68 of the first embodiment of the adjusting device 168 of the second embodiment is that the airflow leading to the left in the figures is led to different components. The airflow 208 is on the capacitor 58 led past where heat energy is supplied to him, if the refrigeration circuit 116 is in operation. The preheated air flow becomes the air duct 184 fed to an adjusting device 210 ends. At the adjusting device 210 The preheated air flow can optionally additionally via a blower 212 with waste heat from the hot parts of the fuel cell system 14 be charged. This warm airflow is in an air duct 190 passed with the electric heater 36 is provided for further heating of the air flow and the air flow continues to the adjusting device 72 and from there to the air intake 196 leads. At the air conditioning tower 192 is an indoor temperature sensor 214 provided in the function of the internal temperature sensor 98 equivalent.
4 zeigt
eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 110 in
dem die erfindungsgemäße Klimaanlage 112 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
montiert ist. Bei dem Kraftfahrzeug 110 handelt es sich
vorzugsweise um eine Stretchlimousine, in welcher die Klimaanlage 112 turmförmig angeordnet
ist. 4 shows a schematic representation of a motor vehicle 110 in which the air conditioning system according to the invention 112 is mounted according to the second embodiment. In the motor vehicle 110 it is preferably a stretch limousine, in which the air conditioning 112 is arranged tower-shaped.
Nachfolgend
werden verschiedene Betriebszustände
aufgezeigt, die mittels der Klimaanlage 112 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
realisierbar sind; dabei kann wahlweise bei allen Betriebszuständen zusätzlich oder
alternativ der Kühlschrankverdampfer 202 mittels
der Stelleinrichtungen 204 in den Kältekreis 116 eingebunden
werden, so dass beispielsweise Getränke im Kühlschrank gekühlt werden
können:
Kühlbetrieb
mit Umluftzirkulation: In diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 168 so
geschaltet, dass Luft aus dem Innenraum 178 über den
Lufteinlass 198, die Luftführung 82 zu dem Gebläse 64 geführt wird.
Dieser Luftstrom 70 wird gekühlt und über die Stelleinrichtung 72,
die Luftführung 74 und
den Luftauslass 196 in den Innenraum 178 geführt, wodurch
dieser gekühlt
wird. Um im Kühlbetrieb
ein Aufheizen des Innenraums 178 zu vermeiden, wird die Abwärme des
Brennstoffzellensystem 14 vom Gebläse 212 zu der Stelleinrichtung 210 geführt. Die
Stelleinrichtung 210 leitet die Abwärme weiter über die Luftführung 184 zum
Gebläse 206,
welches derart betrieben wird, dass die Luft aus der Luftführung 184 direkt über den
Kondensator 58 hinweg zur Stelleinrichtung 168 geführt wird,
wodurch auch die Abwärme
des Kondensators 58 auf die Luft übertragen wird. Dieser Abwärmeluftstrom
wird von der Stelleinrichtung 168 nach Außen abgegeben.
Alternativ können
auch entsprechende (nicht dargestellte) zusätzliche Gebläse und Leitungen
vorgesehen sein, welche die Abwärme
des Brennstoffzellensystems 14 und die Abwärme des
Kondensators 58 nach Außen abführen.Below are shown various operating conditions by means of the air conditioning 112 can be realized according to the second embodiment; In this case, optionally or alternatively, the refrigerator evaporator in all operating conditions 202 by means of the adjusting devices 204 in the refrigeration circuit 116 be integrated so that, for example, drinks in the refrigerator can be cooled:
Cooling mode with circulating air circulation: In this operating state, the actuating device is 168 switched so that air from the interior 178 over the air intake 198 , the air duct 82 to the fan 64 to be led. This airflow 70 is cooled and over the actuator 72 , the air duct 74 and the air outlet 196 in the interior 178 led, whereby this is cooled. To heat up the interior in cooling mode 178 To avoid, the waste heat of the fuel cell system 14 from the blower 212 to the actuator 210 guided. The adjusting device 210 Guides the waste heat on the air duct 184 to the blower 206 , which is operated such that the air from the air duct 184 directly over the capacitor 58 away to the adjusting device 168 is guided, whereby the waste heat of the capacitor 58 is transmitted to the air. This waste air flow is from the actuator 168 delivered to the outside. Alternatively, corresponding (not shown) additional fans and lines may be provided which the waste heat of the fuel cell system 14 and the waste heat of the condenser 58 dissipate to the outside.
Kühlbetrieb
mit Außenluftzuführung: In
diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 168 so geschaltet,
dass Außenluft über die
Außenluftleitung 66 zu
dem Gebläse 64 geführt wird.
Der Luftstrom 70 wird gekühlt und über die Stelleinrichtung 72,
die Luftführung 74 und
den Luftauslass 196 in den Innenraum 178 geführt. Der über die
Luftführung 82 aus dem
Innenraum 178 führende
Luftstrom wird von der Stelleinrichtung 168 nach Außen abgegeben.
Hinsichtlich des Abführens
der Abwärme
des Brennstoffzellensystems 14 und des Kondensators 58 werden die
im Rahmen des vorstehend beschriebenen Kühlbetriebs erläuterten
Maßnahmen
ergriffen werden.Cooling mode with outside air supply: In this operating state, the setting device is 168 switched so that outside air through the outside air duct 66 to the fan 64 to be led. The airflow 70 is cooled and over the actuator 72 , the air duct 74 and the air outlet 196 in the interior 178 guided. The over the air duct 82 from the interior 178 leading airflow is from the actuator 168 delivered to the outside. With regard to the removal of the waste heat of the fuel cell system 14 and the capacitor 58 the measures explained in the context of the cooling operation described above will be taken.
Heizbetrieb
mit Umluftzirkulation: In diesem Betriebszustand wird über den
Lufteinlass 198, die Luftführung 82 und die Stelleinrichtung 168 ein
Luftstrom 208 zum Gebläse 206 geführt. Falls
der Kühlschrank 200 gekühlt werden
soll, ist der Kältekreis 116 derart
in Betrieb, dass die Stelleinrichtungen 204 nur den Kühlschrankverdampfer 202 in
den Kältekreis 116 einbinden.
Durch diesen Betrieb des Kältekreises 116 wird
Abwärme
am Kondensator 58 freigesetzt. Mit dieser Abwärme wird
der Luftstrom 208 vorgewärmt. Der vorgewärmte Luftstrom
strömt über eine
die Luftführung 184 zur
Stelleinrichtung 210, wo der Luftstrom zusätzlich über das
Gebläse 212 mit Abwärme der
heißen
Teile des Brennstoffzellensystems 14 beaufschlagt werden
kann. Falls der Kühlschrankverdampfer 202 nicht
in Betrieb ist, dann wird hier der Luftstrom zum ersten mal erwärmt. Die
auf diese Weise vorgewärmte
Luft wird mittels der Luftführung 190 zu
der elektrischen Heizeinrichtung 36 und weiter zur Stelleinrichtung 72 geführt. Die
elektrische Heizeinrichtung 36 wird zur Erwärmung der
Luft in der Luftführung 190 mit
elektrischem Strom betrieben. Anschließend strömt die erwärmte Luft über die Stelleinrichtung 72,
die Luftführung 74 und
den Luftauslass 196 in den Innenraum 178.Heating mode with recirculating air circulation: In this operating mode, the air intake 198 , the air duct 82 and the actuator 168 an airflow 208 to the blower 206 guided. If the fridge 200 is to be cooled, is the refrigerant circuit 116 in operation so that the adjusting devices 204 only the refrigerator evaporator 202 in the refrigeration circuit 116 integrated. Through this operation of the refrigeration circuit 116 is waste heat on the condenser 58 released. With this waste heat is the air flow 208 preheated. The preheated air stream flows through an air duct 184 to the adjusting device 210 where the air flow in addition to the blower 212 with waste heat from the hot parts of the fuel cell system 14 can be applied. If the refrigerator evaporator 202 is not in operation, then here the air flow is heated for the first time. The preheated in this way air is by means of the air duct 190 to the electric heater 36 and on to the adjusting device 72 guided. The electric heater 36 is used to heat the air in the air duct 190 powered by electricity. Subsequently, the heated air flows over the adjusting device 72 , the air duct 74 and the air outlet 196 in the interior 178 ,
Heizbetrieb
mit Außenluftzuführung: In
diesem Betriebszustand wird Außenluft über die
Außenluftleitung 66 von
der Stelleinrichtung 168 dem Gebläse 206 zugeführt. Falls
der Kondensator 58 durch die Kühlung des Kühlschranks 200 Abwärme erzeugt,
wie vorstehend beschrieben, wird mit dieser der Luftstrom vorgewärmt. Dieser
Luftstrom wird, wie im vorstehend beschriebenen Betriebszustand, über die
Luftführung 184,
die Stelleinrichtung 210 mit der damit verbundenen Erwärmung, die
Luftführung 190, die
elektrische Heizeinrichtung 36, die Stelleinrichtung 72,
die Luftführung 74 und
den Luftauslass 196 in den Innenraum 178 geleitet.
Anschließend
wird die Luft über
die Luftführung 82 zur
Stelleinrichtung 168 geführt, wo sie nach Außen abgegeben
wird.Heating mode with outside air supply: In this operating state, outside air is supplied via the outside air line 66 from the actuator 168 the blower 206 fed. If the capacitor 58 by cooling the refrigerator 200 Waste heat generated, as described above, is preheated with this, the air flow. This air flow, as in the operating condition described above, on the air flow 184 , the adjusting device 210 with the associated warming, the air flow 190 , the electric heater 36 , the adjusting device 72 , the air duct 74 and the air outlet 196 in the interior 178 directed. Then the air is transferred through the air duct 82 to the adjusting device 168 led where it is discharged to the outside.
Die
elektronische Steuereinheit ist im Rahmen des zweiten Ausführungsbeispiels
im Unterschied zu der elektronischen Steuereinheit des ersten Ausführungsbeispiels
mit den zusätzlich
zu schaltenden Komponenten, wie beispielsweise den Stelleinrichtungen 204,
den Gebläsen 206 und 212 sowie
dem Innentemperatursensor 214 verbunden.The electronic control unit is in the context of the second embodiment, in contrast to the electronic control unit of the first embodiment with the additional components to be switched, such as the adjusting devices 204 , the blowers 206 and 212 as well as the internal temperature sensor 214 connected.
In
einer Abwandlung kann die Luftführung
in bzw. aus dem Fahrzeuginnenraum 178 auch umgekehrt erfolgen,
d.h. die Luft kann am Klimatisierungsturm 192 auch seitlich
ausgeblasen und oben angesaugt werden.In a modification, the air duct in or out of the vehicle interior 178 also be reversed, ie the air can at the air conditioning tower 192 also blown out laterally and be sucked up.
5 zeigt
ein Flussdiagramm des Klimatisierungsbetriebs der erfindungsgemäßen Klimaanlagen 12 und 112 gemäß dem ersten
und zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Routine aus 5, welche von der elektronischen
Steuereinheit ausgeführt
wird, startet bei Schritt S100, wenn die Klimaanlage 12 bzw. 112 manuell
eingeschaltet wird. Bei Schritt S101 wird bestimmt, ob das Antriebsaggregat 94 immer noch
in Betrieb ist. Der Prozess fährt
erst dann zu Schritt S102 fort, wenn die Abfrage in Schritt S101 negativ
ist. In Schritt S102 wird bestimmt, ob der Benutzter über einen
Auswahlschalter oder eine entsprechende Programmierung der Klimaanlage 12 einen
automatischen Bereitschaftsbetrieb ausgewählt hat. Falls dies nicht der
Fall ist, fährt
der Prozess zu Schritt S103 fort, wo bestimmt wird, ob der Benutzer manuell
eine Bereitschaftsklimatisierung ausgewählt hat. Ist dies nicht der
Fall, dann fährt
der Prozess zu Schritt S104 fort, wo bestimmt wird, ob der Benutzer manuell
eine Wohlfühlklimatisierung
ausgewählt
hat. Falls dies mit "JA" zu beantworten ist,
fährt der
Prozess zu Schritt S105 fort, bei dem eine Wohlfühlklimatisierung durchgeführt wird.
Bei dieser Wohlfühlklimatisierung
wird der Innenraum 78 bzw. 178 des Kraftfahrzeugs 10 bzw. 110 auf
eine Wohlfühltemperatur
(z.B. 18°C)
klimatisiert, indem eine Auswahl aus den verschiedenen Heiz- und
Kühlmodi
von der elektronischen Steuereinheit getroffen wird. Mit dem nachfolgenden
Schritt S106 wird festgelegt, dass diese Wohlfühlklimatisierung automatisch
gestoppt wird, wenn das Antriebsaggregat 94 gestartet wird.
Wenn in Schritt S106 demnach bestimmt wird, dass das Antriebsaggregat 94 noch nicht
läuft,
wird in S107 bestimmt, ob die Klimaanlage 12 bzw. 112 manuell
abgestellt wurde. Bei einer manuellen Abschaltung endet der Prozess
bei Schritt S112, ansonsten kehrt der Prozess zurück zu Schritt
S105. Falls der Benutzer in Schritt S104 keine Wohlfühlklimatisierung
gewählt hat,
kehrt der Prozess zu Schritt S101 zurück. Falls in Schritt S102 bestimmt
wurde, dass eine automatische Bereitschaftsklimatisierung gewählt wurde, dann
fährt der
Prozess von dort zu Schritt S108 fort, wo bestimmt wird, ob von
dem Benutzer manuell eine Wohlfühlklimatisierung
gewählt
wurde. Ist dies der Fall, dann fährt
der Prozess zu Schritt S105 fort, wo die bereits beschriebene Wohlfühlklimatisierung durchgeführt wird.
Falls in Schritt S108 bestimmt wird, dass der Benutzer keine Wohlfühlklimatisierung ausgewählt hat,
dann fährt
der Prozess zu Schritt S109 fort, wo die erfindungsgemäße Bereitschaftsklimatisierung
durchgeführt
wird. Bei dieser Bereitschaftsklimatisierung wird die Temperatur
im Innenraum 78 bzw. 178 auf eine Bereitschafts-Solltemperatur
(z.B. 25°C)
geregelt, die sich von der Wohlfühltemperatur
unterscheidet. Dies wird realisiert, indem die elektronische Steuereinheit
in geeigneter Weise aus den beschriebenen Heiz- und Kühlbetriebsarten auswählt. Ist
die Außentemperatur
hoch, dann ist die Bereitschafts-Solltemperatur größer als
die Wohlfühltemperatur.
Ist hingegen die Außentemperatur
niedrig, dann ist die Bereitschafts-Solltemperatur geringer als
die Wohlfühltemperatur.
Somit wird beispielsweise bei hoher Außentemperatur ein Aufheizen
des Innenraumes 78 bzw. 178 verhindert und im
Bedarfsfall ein sehr schnelles Erreichen der Wohlfühltemperatur
gewährleistet,
weil der Innenraum 78 bzw. 178 bereits "vorgekühlt" ist. Nach Schritt
S109 fährt
der Prozess zu Schritt S110 fort, wo überprüft wird, ob das Antriebsaggregat 94 gestartet
wurde. Ist dies der Fall, dann kehrt der Prozess zu Schritt S100
zurück. Ansonsten
fährt der
Prozess zu Schritt S111 fort, wo bestimmt wird, ob der Benutzer
die Klimatisierung manuell abgestellt hat – wenn "JA",
dann endet der Prozess bei Schritt S112 und wenn "NEIN", dann kehrt der
Prozess zu Schritt S108 zurück. 5 shows a flowchart of the air conditioning operation of the air conditioners according to the invention 12 and 112 according to the first and second embodiments. The routine off 5 which is executed by the electronic control unit starts at step S100 when the air conditioner 12 respectively. 112 is switched on manually. At step S101, it is determined whether or not the prime mover 94 still in operation. The process does not proceed to step S102 until the query in step S101 is negative. In step S102, it is determined whether the user is using a selection switch or a corresponding programming of the air conditioner 12 has selected an automatic standby mode. If not, the process proceeds to step S103, where it is determined whether the user manually selected standby air conditioning. If this is not the case, then the process proceeds to step S104, where it is determined whether the user has manually selected comfort climate control. If this is to be answered with "YES", the process proceeds to step S105, at which a comfort air-conditioning is performed. In this Wohlfühlklimatisierung the interior 78 respectively. 178 of the motor vehicle 10 respectively. 110 conditioned to a comfort temperature (eg 18 ° C) by making a selection from the various heating and cooling modes from the electronic control unit. Subsequent step S106 determines that this comfort air conditioning is automatically stopped when the power plant 94 is started. Accordingly, if it is determined in step S106 that the prime mover 94 not yet running, in S107 it is determined if the air conditioning 12 respectively. 112 was turned off manually. For a manual shutdown, the process ends at step S112, otherwise the process returns to step S105. If the user has not selected feel-good conditioning in step S104, the process returns to step S101. If it has been determined in step S102 that an automatic standby air conditioning has been selected, then the process proceeds from there to step S108, where it is determined whether a comfortable air conditioning has been manually selected by the user. If so, then the process proceeds to step S105, where the well-being conditioning described above is performed. If it is determined in step S108 that the user has not selected feel-good air-conditioning, then the process proceeds to step S109 where the standby air conditioning according to the present invention is performed. In this air conditioning is the temperature in the interior 78 respectively. 178 regulated to a standby set temperature (eg 25 ° C), which differs from the comfort temperature. This is realized by suitably selecting the electronic control unit from the described heating and cooling modes. If the outside temperature is high, then the ready set temperature is greater than the comfort temperature. If, however, the outside temperature is low, then the ready set temperature is lower than the comfort temperature. Thus, for example, at high outside temperature, a heating of the interior 78 respectively. 178 prevents and, if necessary, ensures a very fast reaching the comfort temperature, because of the interior 78 respectively. 178 already "pre-cooled". After step S109, the process proceeds to step S110, where it is checked if the prime mover 94 was started. If so, then the process returns to step S100. Otherwise, the process proceeds to step S111, where it is determined whether the user has manually turned off the air-conditioning - if "YES", then the process ends in step S112 and if "NO", then the process returns to step S108.
Der
bevorzugte Betrieb der Klimaanlage 12 bzw. 112 sieht
in der Praxis so aus, dass eine automatische Bereitschaftsklimatisierung
gewählt
ist. Wird das Antriebsaggregat 94 betrieben, dann kann der
Innenraum 78 bzw. 178 über die auf das Fahrzeug optimierte,
sehr effektive und speziell ausgelegte Klimaanlage 92 klimatisiert
werden. Sobald das Antriebsaggregat 94 abgestellt wird
(und die Insassen das Kraftfahrzeug 10 bzw. 110 eventuell
verlassen), startet die Klimaanlage 12 bzw. 112 die
Bereitschaftsklimatisierung, die den Innenraum bei hoher Außentemperatur
auf beispielsweise 25°C
kühlt.
Dieser Bereitschaftsklimatisierungsbetrieb kann mit 60 Litern Brennstoff
problemlos 12 Tage im Dauerbetrieb erfolgen. Der Bereitschaftsklimatisierungsbetrieb
wird solange durchgeführt,
bis der Benutzer kurz vor Fahrtantritt eine Wohlfühlklimatisierung
wählt,
die dann den Innenraum 78 auf beispielsweise 18°C kühlt. Die
Wohlfühlklimatisierung
wird dann solange durchgeführt
bis das Antriebsaggregat 94 wieder gestartet wird.The preferred operation of the air conditioner 12 respectively. 112 In practice it looks like an automatic air conditioning system is selected. Will the drive unit 94 operated, then the interior 78 respectively. 178 on the vehicle optimized, very effective and specially designed air conditioning 92 be air conditioned. Once the drive unit 94 is turned off (and the occupants the motor vehicle 10 respectively. 110 possibly leave), the air conditioning starts 12 respectively. 112 the ready air conditioning, which cools the interior at high outside temperature to, for example, 25 ° C. This standby air conditioning operation can be carried out with 12 liters of fuel without any problems for 12 days in continuous operation. The standby air conditioning operation is carried out until the user selects well-being air conditioning shortly before the start of the journey, which then selects the interior space 78 cooled to, for example, 18 ° C. The feel-good air conditioning is then carried out until the drive unit 94 is restarted.
Obwohl
vorstehend beschrieben wurde, dass die Klimaanlage 12 bzw. 112 nur
im Stand, d.h. bei Stillstand des Antriebsaggregats 94,
betrieben wird, ist dies nur die bevorzugte Betriebsweise und es
ist auch möglich,
die Klimaanlage 12 bzw. 112 während des Betriebs des Antriebsaggregats 94 zu betreiben.Although it has been described above that the air conditioning 12 respectively. 112 only in the state, ie at standstill of the drive unit 94 , this is just the preferred mode of operation and it is also possible to use the air conditioning 12 respectively. 112 during operation of the drive unit 94 to operate.
Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The
in the above description, in the drawings and in the
claims
disclosed features of the invention can both individually and also
in any combination for
the realization of the invention be essential.
-
1010
-
Kraftfahrzeugmotor vehicle
-
1212
-
Klimaanlageair conditioning
-
1414
-
BrennstoffzellensystemThe fuel cell system
-
1616
-
Kältekreiscooling circuit
-
1818
-
Reformerreformer
-
2020
-
Brennstoffstrangfuel rod
-
2222
-
Brennstoffstrangfuel rod
-
2424
-
OxidationsmittelstrangOxidant strand
-
2626
-
Brennstoffzellenstapelfuel cell stack
-
2828
-
KathodenzuluftstrangKathodenzuluftstrang
-
3030
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Elektrische
Leitungelectrical
management
-
3232
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Elektromotorelectric motor
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