DE10200637C1 - Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung sowie Klimatisierungseinrichtung selbst - Google Patents
Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung sowie Klimatisierungseinrichtung selbstInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Steuerung einer Klimatisierungseinrichtung, bei welcher die Einzelkomponenten über eine Steuerung beeinflussbar sind, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7. Um hierbei zu erreichen, dass die Klimatisierungseinrichtung im Mobileinsatz, insbesondere beim abgestellten Fahrzeug, einfacher zu betreiben ist, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass über eine Steuereinheit (1) mindestens eine der Einzelkomponenten der Klimatisierungseinrichtung zu einer anderen oder zu den anderen Komponenten zeitversetzt einschaltbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine derauf bezogene Einrichtung zum Betrieb einer
Klimatisierungseinrichtung, bei welcher die Einzelkomponenten über eine Steuerung
beeinflussbar sind, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1.
Verfahren und Einrichtungen hierzu sind vielfach bekannt. Die notwendigen Komponenten
einer Klimatisierungseinrichtung sind Kompressor, Verdampfer, Kondensator und Lüfter
sowie die Steuereinheit. Dies sind die grundsätzlich notwendigen Komponenten. Diese
Grundkomponenten findet man in stationären Klimatisierungseinrichtungen gleichermaßen
wie in mobilen Klimatisierungseinrichtungen. Mobile Klimatisierungseinrichtungen sind
beispielsweise auch aus dem Fahrzeugbau bekannt. Auch dort sind wiederum alle diese
genannten Komponenten vorhanden. Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung bezieht
sich jedoch im wesentlichen auf mobile Klimatisierungseinrichtungen, wobei mobil im
weitesten Sinne ortveränderlich bedeutet. Dies bedeutet, dass Klimatisierungseinrichtungen
der genannten gattungsgemäßen Art entweder in Fahrzeugen im Fahrbetrieb selbst
betrieben werden, oder aber auch nachfolgend stationär, wenn das Fahrzeug abgestellt ist.
Hierzu sind Klimatisierungseinrichtungen im wesentlichen für Kraftfahrzeuge im allgemeinen,
aber auch für Wohnmobile, Wohnanhänger und Kühlfahrzeuge zu verstehen. Grundlegend
problematisch ist, dass Klimatisierungseinrichtungen in der Regel leistungsstarke elektrische
Aggregate sind, und deren Mobileinsatz ist nicht unproblematisch. In der Regel werden
Kraftfahrzeuge, sobald diese abgestellt sind, nicht weiter nachgekühlt, da die
Leistungsaufnahme der Klimatisierungseinrichtung einfach zu hoch ist.
Aus dem Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik, 01/02, 2001 Oldenbourg
Industrieverlag, sind Heizungssteuerungen in vielfältiger Art bekannt. Diese beziehen sich
jedoch auf die Haustechnik, und somit auf den stationären Einsatz. Hat man auf diese
Weise umfangreich Mittel zur Steuerung zur Verfügung, dann sind auch Steuerprogramme
der vielfältigsten Art umsetzbar.
Für kleine Klimaanlagen sind solche Mittel aber nicht einsetzbar.
Gleiches gilt aber auch für Wohnmobile. Bei Wohnmobilen gibt es nunmehr noch die
Möglichkeit, die Klimatisierungseinrichtung bekanntermaßen entweder an einem extern
herangeführten Netzanschluss anzuschließen, oder aber kurzzeitig einen Batteriebetrieb zu
gewähren.
In beiden Fällen sind Klimatisierungseinrichtungen der bekannten Art auf genau diese
Problematik nicht appliziert.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der
gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, dass die Klimatisierungseinrichtung im
Mobileinsatz, insbesondere beim abgestellten Fahrzeug mit niedrigen Einschaltströmen und niedrige Leistungsaufnahme zu betreiben ist.
Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den
abhängigen Ansprüchen 2-8 angegeben.
Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte, Aufgabe
erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 6 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen
angegeben.
Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist hierbei, dass in der Einschaltphase der
Klimatisierungseinrichtung mindestens eine Einzelkomponente zu einer anderen oder zu den
anderen Komponenten zeitversetzt eingeschaltet wird.
Hiermit vermeidet man grundsätzlich das Auftreten hoher Einschaltströme, die besonders
dann störend sind, wenn das Fahrzeug abgestellt ist und der eigentliche Antriebsmotor samt
Generator nicht mehr in Betrieb sind. Dies gilt dann sowohl für den Batteriebetriebsfall, als
auch den Fall eines von extern zugeführten Netzanschlusses. Im letztgenannten Fall betrifft
dies das Abstellen des Fahrzeuges beispielsweise auf einem Campingplatz üblicher Art, bei
dem entsprechende Netzanschlüsse zur Verfügung stehen. Üblicherweise tritt auch hier die
Problematik auf, dass bei einer insgesamten Einschaltung der Klimatisierungseinrichtung
derart hohe Einschaltströme erzeugt werden, dass die Sicherungen hierbei auslösen. Um
dies zu verhindern, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in der besagten
Einschaltphase der Klimatisierungseinrichtung mindestens eine der Einzelkomponenten zu
einer weiteren oder den übrigen anderen Komponenten zeitversetzt eingeschaltet, so dass
kein im Einschaltaugenblick entstehender hoher Einschaltstrom entsteht.
Darüber hinausgehend ist ausgestaltet, dass mehrere Einzelkomponenten nacheinander
geschaltet werden, um die Einschaltleistung zu beschränken.
Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet worden, dass der genannte Zeitversatz in einer
Steuereinheit berechnet wird. Weiterhin ist es möglich, diesen
besagten errechneten oder ermittelten Zeitversatz sodann adaptiv abzuspeichern.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass die Einzelkomponente "Kompressionsstufe"
in mindestens zwei Leistungsstufen unterteilt ist, die nacheinander angesteuert
werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass über die Steuereinheit die
Zustände Netzbetrieb und Batteriebetrieb erkannt werden.
Auf diese Weise kann die Steuereinheit die grundsätzlich unterschiedlichen
Betriebsweisen voneinander unterscheiden und sodann die Steuerung auf den
ein oder anderen Fall auslegen. Im Falle von Netzbetrieb wird die Steuereinheit dies
somit erkennen und sodann lediglich im Einschaltmodus einen nach einem oder
mehreren der genannten Verfahrensansprüche zeitversetzten Einschalten von
Einzelkomponenten oder mindestens einer Einzelkomponente zu den übrigen Komponenten
durchführen. Dies dient dann zur Verringerung des Einschaltstromes und somit zur
Verhinderung des Auslösens der elektrischen Sicherung.
Für den Fall, dass die Steuereinheit Batteriebetrieb erkennt, wird die insgesamt
angesteuerte Leistung der Klimatisierungseinrichtung verringert. Dies geschieht dadurch,
dass die Leistung der besonders energieintensiven Einzelkomponenten reduziert bzw. stark
reduziert läuft. Auf diese Weise ist die Klimatisierungseinrichtung in Betrieb und liefert
zumindest eine geringe Kühlleistung, jedoch bei gleichzeitiger Schonung der Batterie.
Dies ist damit realisiert, dass bei Batteriebetrieb die niedrigere Leistungsstufe
angesteuert wird.
Im Hinblick auf eine Klimatisierungseinrichtung der genannten Art wird, wie oben bereits
erwähnt, die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 6 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu sind dann in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
Kern der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung ist hierbei, dass die
Einzelkomponenten nicht gemeinsam, sondern in Stufen nacheinander eingeschaltet
werden, um den Einschaltstrom zu verringern. Dabei wird entweder eine Stufe zu allen
anderen separat geschaltet, oder mehrere Stufen werden nacheinander separat geschaltet.
Die Totzeiten zwischen den einzelnen Stufen können dabei von einer Steuerung ermittelt
werden und auf diese Weise können Totzeiten oder Pausezeiten von einem
Einschalttakt zum nächsten berechnet werden.
Praktisch bedeutet dies, dass beispielsweise der Kompressor als sog. Twin-
Kompressorstufe ausgebildet ist. Anders als jedoch im internen Stand der Technik üblich, werden die
beiden Kompressorenkomponenten nicht gleichzeitig und gemeinsam beschaltet, sondern
getrennt beschaltet, so dass diese auch getrennt einschaltbar sind.
Darüber hinausgehend kann dann auch Verdampfer, Kondensator, Lüfter und dgl. weitere
Komponenten, die elektrischen Strombedarf haben, entweder dann nach dem Kompressor
nachgeschaltet oder auch in Stufen nachgeschaltet werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben:
Es zeigt die Abbildung eine schematische Darstellung der Einzelkomponenten einer
Klimatisierungseinrichtung. Kernstück ist eine Steuerung 1, die wiederum eine
Stromversorgung aufweist, entweder mittels normal üblicher Netzanschlussverbindung 10
oder aber auch durch Verbindung zum fahrzeuginternen Batteriesystem 20. Weiterhin ist
dann von der Steuerung ausgehend der Kompressor, in diesem Falle ein Twin-Kompressor
30, beschaltet, der in der erfindungsgemäßen Weise betrieben wird. Weitere Komponenten,
wie Verdampfer 40, Kondensator 50 und Lüfter 60 sind ebenfalls von der Steuerung
angesteuert und werden über diese geschaltet. Innerhalb der Steuerung 1 können
Steuerprogramme implementiert werden oder aber durch Wechselspeichermedien 2
importiert werden, wodurch bestimmte Steuerungsverhalten generiert werden. Grundsätzlich
ist das Ziel, gemäß der Erfindung in verschiedenen Betriebsweisen, nämlich entweder in der
Betriebsweise mit Netzanschluss oder in der Betriebsweise fahrzeugintern, beispielsweise
beim abgestellten Fahrzeug über Batteriebetrieb vorzugehen. Im Falle des Netzanschlusses
kommt es dabei darauf an, dass der Einschaltstrom niedrig gehalten wird, um externe
Absicherungen durch Sicherungselemente nicht unnötig auszulösen, und somit keine
elektrische Energie mehr zur Verfügung zu haben.
Im anderen Falle geht es um die Schonung der Batterie oder der bordeigenen elektrischen
Energieversorgung, wobei es nicht nur auf niedrige Anlaufströme ankommt,
sondern auch zusätzlich gegebenenfalls noch eine Verringerung der Gesamtleistung zu
erreichen, um die Batterie als solche zu schonen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Steuerung einer Klimatisierungseinrichtung, bei welcher die
Einzelkomponenten über eine Steuerung beeinflussbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass im Mobileinsatz in Fahrzeugen insbesondere beim
abgestellten Fahrzeug,
in der Einschaltphase der Klimatisierungseinrichtung mindestens eine
Einzelkomponente zu einer anderen oder zu den anderen Komponenten zeitversetzt
eingeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Einzelkomponenten nacheinander geschaltet werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzelkomponente Kompressionsstufe in mindestens zwei Leistungsstufen
unterteilt ist, die nacheinander angesteuert werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass über die Steuereinheit die Zustände Netzbetrieb und Batteriebetrieb
erkannt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Batteriebetrieb die niedrigere Leistungsstufe angesteuert wird.
6. Klimatisierungseinrichtung für ein Verfahren nach Anspruch 1 mit Einzelkomponenten, wie Kompressor, Verdampfer,
Kondensator und Lüfter sowie einer Steuereinheit,
dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung im Mobileinsatz in einem
Fahrzeug verwendet wird, und
dass über eine Steuereinheit (1) mindestens eine der Einzelkomponenten der Klimatisierungseinrichtung zu einer anderen oder zu den anderen Komponeten zeitversetzt eingeschaltbar ist,
dass mehrere Einzelkomponeten der Klimatisierungseinrichtung in chronologischer wählbarer Weise nacheinander schaltbar sind, und
dass der Zeitversatz in der Steuereinheit (1) berechenbar ist.
dass über eine Steuereinheit (1) mindestens eine der Einzelkomponenten der Klimatisierungseinrichtung zu einer anderen oder zu den anderen Komponeten zeitversetzt eingeschaltbar ist,
dass mehrere Einzelkomponeten der Klimatisierungseinrichtung in chronologischer wählbarer Weise nacheinander schaltbar sind, und
dass der Zeitversatz in der Steuereinheit (1) berechenbar ist.
7. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 6
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kompressor (30) als zweistufiger Twinkompressor aufgebaut ist.
8. Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (1) mindestens zwei Betriebsstufen automatisch erkennt, und
dass diese Betriebsstufen Netzbetrieb und Batteriebetrieb sind.
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