DE102011079092A1 - Kraftfahrzeug-Klimaanlage - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf und mit mindestens einem Kompressor, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer, wobei der Verdampfer einen Kältespeicher umfasst, wobei der Kältespeicher als eine an dem Verdampfer angeordnete thermische Masse ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf und mit mindestens einem Kompressor, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer, wobei der Verdampfer einen Kältespeicher umfasst.
  • Manche Fahrzeuge sind mit einer sog. Start-/Stoppautomatik ausgestattet, welche den Verbrennungsmotor aus Effizienzgründen während Stauphasen bzw. wenn das Fahrzeug an einer Ampel steht, vorübergehend abschaltet und beim erneuten Anfahren automatisch wieder startet. Auch bei Hybridfahrzeugen, d. h. Fahrzeugen, die mit einem Verbrennungsmotor und zusätzlich mindestens einem Elektromotor, der ein elektrisches Fahren ermöglicht, ausgestattet sind, gibt es Betriebsphasen, in denen der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist und das Fahrzeug ausschließlich elektromotorisch betrieben wird. Um in Phasen, in denen der Verbrennungsmotor abgestellt ist, die Klimatisierung des Fahrgastraums aufrecht zu erhalten, ist es bekannt, den Verdampfer des Kältemittelkreislaufs der Klimaanlage so zu konzipieren, dass er für eine begrenzte Zeit Kälteleistung zur Verfügung stellen kann, auch wenn die Klimaanlage nicht vom Verbrennungsmotor angetrieben wird. Derartige Verdampfer weisen integrierte Kühlmedien zur Kältespeicherung auf, um bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor, wenn der Verdichter der Klimaanlage nicht angetrieben wird, für einen begrenzten Zeitraum Kälteleistung zur Verfügung stellt.
  • Eine Variante solcher Verdampfer ist aus der DE 10 2006 021 291 A1 bekannt, in dem ein Speicher ein Latentmedium enthält, das bei normaler Fahrt bis zur Gefriertemperatur des Latentmediums abgekühlt wird und das sich beim Stopp erwärmt und somit Kälte abgibt.
  • Aus der EP 2 051 868 B1 ist dagegen eine Kühl-/Klimaanlage für Fahrzeuge bekannt, die mit einem ersten von einem Kältemittel durchströmten Kreislauf, der einen Verdampfer aufweist, wobei der Verdampfer dazu vorgesehen ist, Luft, insbesondere in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs einzuleitende Luft, abzukühlen und einem zweiten als Kühlkreislauf zur Kühlung eines zu kühlenden Systems, insbesondere einer zu kühlenden Fahrzeugkomponente, vorgesehenen Kreislauf, der von einem Kühlmittel durchströmt ist und der thermisch mit dem ersten Kreislauf gekoppelt ist, wobei der zweite Kühlkreislauf einen Kältespeicher aufweist, umfasst. Die beiden Kreisläufe sind über einen Kältemittel-/ Kühlmittelwärmetauscher thermisch miteinander gekoppelt, wobei der Kältemittel-/Kühlmittelwärmetauscher in den Verdampfer integriert ist und der Kältespeicher gegenüber der Umgebung thermisch isoliert ist und der Verdampfer von Kältemittel durchströmte Flachrohre ersten Kreislaufs aufweist, die unmittelbar thermisch mit Flachrohren des zweiten Kreislaufs verbunden sind.
  • Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem Verdampfer bereitzustellen, der konstruktiv vereinfacht aufgebaut ist und trotzdem in Stoppphasen eines Kraftfahrzeugs mit Start-/Stoppautomatik Kälte bereitstellt.
  • Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Kraftfahrzeug-Klimaanlage gelöst.
  • Dadurch, dass der Kältespeicher als eine an dem Verdampfer angeordnete thermische Masse ausgebildet ist, ist es möglich, ähnlich einem Speicherverdampfer, während der Fahrt des Kraftfahrzeugs Kälte zu speichern, die im Stillstand (Stopp-Phase) genutzt bzw. abgegeben werden kann. Diese Bauweise bringt eine erhebliche Vereinfachung mit sich, da keine doppelwandigen Rohre, gesonderte Kreisläufe etc. benötigt werden. Somit kann der Verdampfer ohne größeren technischen Aufwand länger kalt gehalten werden.
  • Die thermische Masse kann einerseits eine luftdurchlässige Rippenstruktur aufweisen. Dann ist Ihre Anbringung vor und/oder hinter der Luftauslassseite bzw. Lufteinlassseite des Verdampfers möglich, da die Luft weiterhin ungehindert durch den Verdampfer strömen kann. Diese Bauweise hat den Vorteil, dass die thermische Masse schnell Kälte aufnehmen bzw. an die Kühlluft abgeben kann.
  • Dazu kann die thermische Masse flächig an der Luftauslassseite bzw. Lufteinlassseite des Verdampfers angeordnet werden. Alternative kann die thermische Masse in einen entsprechenden Luftfilter am Verdampfer integriert werden.
  • Andererseits kann die thermische Masse blockartig ausgebildet sein. Dann bietet sich eine Anbringungsstelle am Verdampfer an, wo die Luftströmung nicht behindert wird, aber trotzdem ein guter Kontakt mit den Kühlelementen (z.B. Rippen) des Verdampfers möglich ist. So kann die thermische Masse am oberen und/oder unteren Rand an der Luftauslassseite und/oder Lufteinlassseite des Verdampfers angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die thermische Masse oberhalb und/oder unterhalb des Verdampferkerns angeordnet werden oder an die seitlichen Endtanks befestigt sein.
  • Es versteht sich, dass es auch im Rahmen der Erfindung möglich ist, die unterschiedlichen Anbringungsstellen und Bauweise beliebig zu kombinieren, wenn dies der zur Verfügung stehende Raum im Fahrzeug zulässt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, in der
  • 1 eine schematische Seitenansicht mehrerer Möglichkeiten zur Anordnung einer thermischen Masse an einem Verdampfer zeigt.
  • In den Figuren ist ein Verdampfer 1 nach der Erfindung gezeigt, der sich zur Verwendung in einer an sich bekannten Kraftfahrzeug-Klimaanlage, z.B. nach der DE 10 2006 021 291 A1 , mit einem Kältemittelkreislauf und mit mindestens einem Kompressor, einem Expansionsorgan und eben dem Verdampfer 1, wobei der Verdampfer einen Kältespeicher 2 in Form einer thermischen Masse (z.B. aus Aluminium) umfasst, die an dem Verdampfer 1 zur Aufnahme und Abgabe von Kälte bzw. Wärme befestigt ist.
  • Die thermische Masse 2 nimmt im normalen Fahrbetrieb Kälte am Verdampfer 1 auf und speichert diese zwischen.
  • In der Stopp-Phase gibt die thermische Masse 2 dann Kälte an die durch den Verdampfer 1 strömende Luft bzw. an den Verdampfer selber ab und hält diesen länger kühl, so dass die Stopp-Phasendauer erhöht werden kann, bevor ein Start des Motors zum Betrieb der Klimaanlage nötig wird.
  • Die thermische Masse kann in der Variante A eine luftdurchlässige Rippenstruktur aufweisen, die flächig an der Luftauslassseite 3 des Verdampfers 1 angeordnet ist.
  • In der Variante B, C und D wird dagegen eine blockartige Struktur der thermischen Masse 2 verwendet, die in der Variante B am oberen und unteren Rand 4 an der Luftauslassseite 3 des Verdampfers 1 angeordnet ist.
  • In der entsprechenden Variante C ist die blockartige Struktur der thermischen Masse 2 oberhalb und unterhalb des Verdampferkerns 5 angeordnet.
  • Abweichend davon ist in der Variante D die thermische Masse 2 an den seitlichen Endtanks 6 befestigt.
  • Die Variante E ähnelt dagegen der Variante A, da hier die thermische Masse eine luftdurchlässige Rippenstruktur aufweist und flächig an der Lufteinlassseite 7 des Verdampfers angeordnet ist sowie in einen dort angeordneten Luftfilter 8 integriert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006021291 A1 [0003, 0014]
    • EP 2051868 B1 [0004]

Claims (7)

  1. Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf und mit mindestens einem Kompressor, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer, wobei der Verdampfer einen Kältespeicher umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältespeicher als am Verdampfer angeordnete thermische Masse ausgebildet ist.
  2. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass thermische Masse eine luftdurchlässige Rippenstruktur aufweist.
  3. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass thermische Masse flächig an der Luftauslassseite des Verdampfers angeordnet ist.
  4. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass thermische Masse in einen Luftfilter integriert ist.
  5. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass thermische Masse am oberen und/oder unteren Rand an der Luftauslassseite und/oder Lufteinlassseite des Verdampfers angeordnet ist und ggf. blockartig ausgebildet ist.
  6. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass thermische Masse oberhalb und/oder unterhalb des Verdampferkerns angeordnet ist.
  7. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass thermische Masse an seitlichen Endtanks befestigt ist.
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