DE10309781B4

DE10309781B4 - Heiz-, Klimaanlage

Info

Publication number: DE10309781B4
Application number: DE10309781A
Authority: DE
Inventors: Shane A. Farmington Hills Harte; Franck A. Vouzelaud; David K. Canton Johnson; Thomas P. Brighton Gielda
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: GB0302806D0; GB2386681A; FR2836657A1; DE10309781A1; GB2386681B; US6640889B1

Abstract

Heiz-, Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (64) und einem über zumindest einen Luftdurchlass (31) belüftbaren Fahrgastinnenraum (24), umfassend:
– einen ersten Kühlmittelkreislauf mit einer Kühlmittelausgangsleitung und einer Kühlmitteleingangsleitung, ausgelegt zum Anschließen an den Verbrennungsmotor und eine Verbrennungsmotorkühlanlage;
– einen von dem ersten Kühlmittelkreislauf getrennten, zweiten Kühlmittelkreislauf mit einer abschaltbaren Pumpe zum Zirkulieren des Kühlmittels;
– einen abschaltbaren Kältemittelkreislauf
– einen in dem Luftdurchlass angeordneten Heizerkern zum Beheizen des Fahrgastinnenraums, wobei der Heizerkern je nach Betriebsweise Teil des ersten oder des zweiten Kühlmittelkreislaufs ist;
– eine dem Heizerkern vorgeschaltete Luftmischklappe, mit der der Heizerkern von dem Luftdurchlass in den Fahrgastinnenraum abtrennbar ist;
– eine durch den Kältemittelkreislauf zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelkreislauf bildbare Wärmepumpe.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Heiz-, Klimaanlagen für Fahrzeuge und insbesondere auf Anlagen mit einer Doppelbetriebsweise zur Versorgung des Fahrgastinnenraums von Fahrzeugen mit Wärme.
In einem konventionellen Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor erfolgt die Erwärmung des Fahrgastinnenraums mithilfe des durch einen Heizerkern im Fahrgastinnenraum strömenden Motorkühlmittels, typischerweise einem Gemisch aus Wasser und Glykol (Frostschutzmittel), und anschließendem über Blasen von Luft über den Heizerkern und in Richtung der Insassen. Der Nachteil dabei ist, dass der Heizerkern nicht eher Wärme liefern kann, als der Motor das Kühlmittel aufgeheizt hat. Bei den meisten konventionellen Verbrennungsmotoren ist die Aufwärmzeit des Kühlmittels den Wünschen der Fahrzeuginsassen entsprechend kurz.
Es werden jedoch neuere Verbrennungsmotoren und Antriebsstrangausführungen entwickelt, bei denen der Motor nicht mehr so viel überschüssige Wärme erzeugt, die durch das Kühlmittel zu absorbieren ist. Einige Beispiele sind ein Motor mit Direkteinspritzung und ein Hybrid-(Verbrennungsmotor/Elektromotor-)Antriebsstrang. Bei diesen Arten von Antriebssträngen kann das Ansteigen der Kühlmitteltemperatur auf ein Niveau, das eine einem konventionellen Heizsystem adäquate Erwärmung des Fahrgastinnenraums ermöglicht, sehr lange dauern.
Die meisten Fahrzeuge enthalten heutzutage außerdem eine Klimaanlage zum Kühlen der Luft im Fahrgastinnenraum. Die Klimaanlage kann in Betrieb genommen werden, sobald das Fahrzeug gestartet ist. Es ist bereits erkannt worden, dass die Komponenten der Klimaanlage in Wärmepumpenbetriebsweise eingesetzt werden können und so die konventionelle Heizungsanlage auf der Basis von Kühlmittel durch Wärme aus dem Wärmepumpenbetrieb ersetzt wird. Mit sinkender Umgebungstemperatur nimmt die Wirksamkeit dieser Anlagen zum Heizen jedoch immer mehr ab. Aus diesem Grund haben sie sich für ein adäquates Heizen als nicht ausreichend wirksam im Austausch für die gegenwärtigen Arten von Heizsystemen erwiesen.
Deshalb ist es wünschenswert, zum schnelleren Erwärmen des Fahrgastinnenraums eine Fahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu haben, die die Nachteile von konventioneller Fahrzeugheizung und Wärmepumpenanlagen überwindet.

Die DE 100 29 934 A1 zeigt eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit Klimatisierungs- und Wärmepumpenmodus und zwei korrespondierenden Kühlmittelkreisläufe sowie einem Kältekreislauf, wobei ein Kreislauf den Motor des Kraftfahrzeugs umfasst und der Aufheizung und der zweite im Zusammenwirken mit dem Kältekreislauf der Kühlung von Luft dient. Im Wärmepumpenmodus wird das Kältemittel über den die Zuluft kühlenden Kreislauf geladen und gibt diese Energie an den die Zuluft heizenden Kreislauf ab.

Die FR 2621867 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Beheizen und Klimatisieren eines Kraftfahrzeugs mit zwei getrennten Kühlkreisläufen zum Kühlen des Motors und zum Heizen des Fahrzeuginnenraums, einem Kältemittelkreislauf zum Klimatisieren des Fahrzeuginnenraums und in Funktion einer Wärmepumpe bei geringer Motorwärme und mit einem weiteren Kühlkreislauf, der Teil oder Ergänzung des zum Heizen des Fahrzeuginnenraums vorgesehenen Kühlkreislaufs ist.

Ausgehend von der FR 2621867 A1 als Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, eine solche Vorrichtung so fortzubilden, dass die Anzahl der einzelnen Kreisläufe möglichst gering ist und einzelne Kreisläufe bei bestimmten Modi außer Betrieb gesetzt werden können, ohne die Kühlfunktion für den Motor und die Heiz- und Klimatisierfunktion für den Innenraum des Kraftfahrzeugs zu beeinträchtigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Heiz-, Klimaanlage mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 vorgeschlagen.

In ihren Ausgestaltungen bezieht sich die Erfindung auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Fahrgastinnenraum. Die Klimaanlage enthält einen ersten Kühlmittelkreislauf mit einer Kühlmittelausgangsleitung und einer Kühlmitteleingangsleitung, die zum Anschließen an den Verbrennungsmotor ausgelegt sind, einem Heizerkern, einem ersten Wärmetauscher und einem Kühlmittelventil zum Leiten eines Kühlmittelstroms von der Kühlmittelausgangsleitung zur Kühlmitteleingangsleitung, wahlweise entweder durch den Heizerkern oder den ersten Wärmetauscher. Die Anlage enthält außerdem einen zweiten Kühlmittelkreislauf mit einer Pumpe zum Zirkulierenlassen des Kühlmittels, wahlweise durch einen ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher, den Heizerkern und zurück zur Pumpe. Es gibt weiterhin einen Kältemittelkreislauf, der aus einem Verdichter mit einem Einlass und einem Auslass, einem ersten Kältemittelventil zum Leiten eines Kältemittelstroms, wahlweise vom Verdichterauslass entweder zu einem Kondensator oder dem ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher, einem Kältemitteldurchlass zum Leiten des Kältemittelstroms durch einen Verdampfer und einer Kältemittelleitung zum Zurückströmen des Kältemittels zum Verdichtereinlass besteht.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Heizen und Kühlen des Fahrgastinnenraums eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: wahlweise Zirkulation eines Kühlmittels vom Motor durch entweder einen im Fahrgastinnenraum untergebrachten Heizerkern oder einen ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher und zurück zum Motor; wahlweise Zirkulation eines Kühlmittels von der Pumpe durch einen zweiten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher und zurück zur Pumpe; wahlweise Zirkulation eines Kältemittels von einem Verdichter zurück zum Verdichter entweder über einen ersten Kältemittelweg mit einem Kondensator, einem Verdampfer und einem dazwischen liegenden Expansionsventil oder über einen zweiten Kältemittelweg mit dem zweiten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher, dem ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher und einem dazwischen liegenden Expansionsventil.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Fahrzeugklimaanlage in konventioneller Klimatisierungsbetriebsweise mit einer im Wesentlichen ebenso guten Kühlwirkung wie konventionelle Klimaanlagen arbeiten und dennoch in einer Wärmepumpenbetriebsweise für eine zusätzliche Heizung arbeiten kann, wenn sich die konventionelle Heizungsanlage nicht auf einer wirksamem Arbeitstemperatur befindet.

Ein anderer Vorteil der Erfindung ist, dass das Kühlmittel in der Wärmepumpenbetriebsweise Wärme aus dem Kältemittel in das Wärmepumpensystem aufnimmt, was wirksamer als die Aufnahme von Wärme aus der Umgebungsluft ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Klimaanlage in allen drei Betriebsweisen mit einem Minimum an Wärmetauschern, Ventilen und anderen Systemkomponenten arbeiten kann, wodurch die Kosten der Anlage minimiert werden.

1 ist eine schematische Darstellung eines Teils einer Klimaanlage, der sich in einem Fahrgastinnenraum eines Fahrzeugs befindet.
2 ist eine schematische Darstellung einer Fahrzeugklimaanlage, in der die Strömungsrichtung des Fluidstroms während eines Kühlzyklus gezeigt wird.
3 ist eine schematische Darstellung ähnlich der von 2, die jedoch die Strömungsrichtung des Fluidstroms während eines Wärmepumpenzyklus zeigt.
Die 1 bis 3 stellen eine Klimaanlage 20 dar, die sich teils hinter der Instrumententafel 22 in einem Fahrgastinnenraum 24 und teils in einem Motorraum 26 eines Fahrzeugs befindet. Die Anlage 20 enthält ein Gebläse 30, das durch einen Motor 29 angetrieben wird und in einem Luftdurchlass 31 im Fahrgastinnenraum 24 montiert ist. Das Gebläse 30 befindet sich neben einem Außenlufteinlass 32, einem Innenlufteinlass 34 und einer Luftmischklappe 36, die für ein teilweises oder völliges Blockieren sowohl des Außenlufteinlasses 32 als auch des Innenlufteinlasses 34 vom Luftdurchlass 31 bewegt werden kann.
Außerdem befindet sich im Luftdurchlass 31 nahe am Gebläse 30 ein Verdampfer 38. Der Verdampfer 38 enthält ein Paar Kältemittelleitungen 40 und 42 zum Zu- und Ableiten des Kältemittels. Das Kältemittel in den Leitungen 40, 42 kann jede Art von in Klimaanlagen verwendeten Kältemitteln, wie z. B. R134a, sein. Im Luftdurchlass 31 sind ein Heizerkern 44 sowie eine zweite Luftmischklappe 46 angeordnet, die zur Freigabe eines Luftstroms durch den Heizerkern 44, zum Blockieren eines Luftstroms vom Heizerkern 44 und zum Durchlassen eines Teilstroms bewegt werden kann. Am Heizerkern 44 sind eine Kühlmittelmotoreinlassleitung 43 und eine Motorkühlmittelauslassleitung 45 angeschlossen. Das Kühlmittel des Verbrennungsmotors in den Leitungen 43, 45 kann jede Art von in Motorkühlanlagen verwendeten Kühlmitteln, wie z. B. eine Mischung aus Wasser und Glykol, sein. Der Heizerkern 44 ist dann ein Luft/Kühlmittel-Wärmetauscher.
Der Luftdurchlass 31 enthält ebenfalls drei Luftauslässe 48, 50 und 52 mit drei entsprechenden Klappen 54, 56 und 58, die zum Variieren des Luftstroms durch jeden der Luftauslässe 48, 50 und 52 eingestellt werden können. Diese Luftauslässe können z. B. ein auf die Windschutzscheibe (nicht dargestellt) zwecks Enteisung gerichteter Auslass 48, ein auf die Körper der Fahrzeuginsassen (nicht dargestellt) gerichteter Auslass 50 und ein auf die Füße der Fahrzeuginsassen gerichteter Auslass 52 sein.
Die Klimaanlage 20 enthält die drei Hauptkreisläufe Kältemittelkreislauf 60, erster Kühlmittelkreislauf 62 und zweiter Kühlmittelkreislauf 61. Der erste Kühlmittelkreislauf 62 enthält eine Auslassleitung 63, die von einem Verbrennungsmotor 64 kommt und zu einem Kühlmitteldreiwegeventil 65 führt. Das Dreiwegeventil 65 ist sowohl mit der Einlassleitung 43 des Heizerkerns 44 als auch mit einer Einlassleitung 66 zum Durchleiten des Kühlmittels in einem Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 67 verbunden. Die Kühlmittelauslassleitung 45 vom Heizerkern 44 ist mit einem Kühlmitteldreiwegeventil 94 verbunden, das außerdem an eine Kühlmittelauslassleitung 68 vom Wärmetauscher 67 angeschlossen ist. Die Kühlmittelauslassleitung 68 ist an einer zurück zum Motor verlaufenden Kühlmitteleinlassleitung 69 angeschlossen. Das Kühlmittel wird durch den Kühlmittelkreislauf 62 mit einer konventionellen Wasserpumpe (nicht dargestellt) gepumpt, die Teil einer konventionellen, Kühler, Ventilator etc. enthaltenden Verbrennungsmotorkühlanlage (nicht dargestellt) ist. [0022] Der zweite Kühlmittelkreislauf 61 enthält einen zweiten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 70, der an einer Kühlmittelleitung 49 angeschlossen ist, die wiederum mit der Kühlmitteleinlassleitung 43 verbunden ist. Der zweite Wärmetauscher 70 ist außerdem mit einer Kühlmittelleitung 71 verbunden. Das andere Ende der Kühlmittelleitung 71 ist am Auslass einer Wasserpumpe 92 angeschlossen. Der Einlass zur Wasserpumpe 92 ist an die Kühlmittelleitung 47 angeschlossen, die über das Dreiwegeventil 94 mit der Kühlmittelleitung 45 verbunden ist. Die Wasserpumpe 92 kann elektrisch oder mechanisch betrieben werden und ist nur in Betrieb, wenn die Klimaanlage 20 sich in der Wärmepumpenbetriebsweise befindet, wie weiter unten detaillierter dargelegt wird.
Der Kältemittelkreislauf 60 enthält einen Verdichter 72. Der Verdichter 72 kann in einer der verschiedenen Bauarten (zum Beispiel Kolben, Schrägscheibe, Schraube) ausgeführt sein, wobei er durch den Verbrennungsmotor 64 oder einen gesonderten Elektromotor angetrieben werden kann, und er kann eine Kupplung zum Trennen vom Verbrennungsmotor bzw. Elektromotor haben, oder nach Wunsch entsprechend dem Fahrzeug und Verbrennungsmotor, eine verstellbare Förderleistung besitzen. Der Verdichter 72 ist an eine Verdichterauslassleitung 73 angeschlossen, die zu einem ersten Kältemitteldreiwegeventil 74 führt. Das Dreiwegeventil 74 ist außerdem mit einer zu einem Kondensator 76 führenden Kondensatoreinlassleitung 75 und einer zu Kältemittelrohren im zweiten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 70 führenden Kältemittelleitung 77 verbunden. Der zweite Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 70 ist weiter mit einer Kältemittelauslassleitung 87 verbunden, die an einem Kältemitteldreiwegeventil 95 angeschlossen ist. Das Kältemitteldreiwegeventil 95 ist außerdem über eine Kältemittelleitung 99 mit dem Einlass eines Speichers/Trockners 79 verbunden. Der Speicher/Trockner 79 ist über die Kältemittelleitung 81 mit einem Expansionsventil 80 verbunden, das wiederum über die Kältemittelleitung 82 an einem zweiten Kältemitteldreiwegeventil 83 angeschlossen ist. Das Kältemitteldreiwegeventil 83 kann das Kältemitel über die Kältemittelleitung 40 zum Verdampfer 38 oder über die Kältemittelleitung 59 zum ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 67 leiten. Die Kältemittelleitung 91 verbindet den Auslass des ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauschers 67 mit dem Dreiwegeventil 96. Das Dreiwegeventil 96 ist über die Kältemittelleitung 84 mit dem Einlass des Verdichters 72 verbunden. Außerdem sind der Auslass des Verdampfers 38 und das Dreiwegeventil 96 über die Kältemittelleitung 42 miteinander verbunden.
Der Betrieb der ersten, in den 1 bis 3 dargestellten Ausgestaltung wird nachfolgend dargelegt. Die Klimaanlage 20 kann in drei verschiedenen Betriebsweisen arbeiten. Die erste Betriebsweise ist die Kühl-(Klimatisierungs-)Betriebsweise. Kältemittel- und Kühlmittelstrom in dieser Betriebsweise sind in 2 durch Pfeile dargestellt.
Das Kältemittel wird durch den Verdichter 72 verdichtet und strömt in das erste Kältemitteldreiwegeventil 74, das es über die Kondensatoreinlassleitung 75 in den Kondensator leitet. Das Dreiwegeventil 74 ist zur Leitung 77 gesperrt. Das Verdichten des Kältemittels im Verdichter 72 bewirkt ein Ansteigen der Kältemitteltemperatur. Die durch den Kondensator 76 strömende Umgebungsluft nimmt die Wärme aus dem Kältemittel auf. Anschließend strömt das Kältemittel über die Kondensatorauslassleitung 78 durch das Dreiwegeventil 95 und den Speicher/Trockner 79. Danach strömt das Kältemittel über die Kältemittelleitung 81 in das Expansionsventil 80. Das Expansionsventil 80 regelt den Druck des Kältemittels. Das Kältemittel passiert die Auslassleitung 82 und das zweite Kältemitteldreiwegeventil 83 und fließt durch die Kältemittelleitung 40 in den Verdampfer 38. Die Kältemittelleitung 59 ist durch das zweite Kältemitteldreiwegeventil 83 gesperrt. Das Gebläse 30 bläst Luft über den Verdampfer 38, der die Wärme aus der Luft aufnimmt, bevor diese in den Fahrgastinnenraum 24 strömt. Das Kältemittel strömt aus dem Verdampfer 38 über die Kältemittelleitungen 42 und 84 zurück zum Verdichter 72. Das Dreiwegeventil 96 blockiert den Kältemittelstrom zur Leitung 91. In dieser Kühlbetriebsweise arbeitet die Klimaanlage 20 im Wesentlichen wie eine konventionelle Fahrzeugklimaanlage.
In der ersten Betriebsweise strömt das Kühlmittel im ersten Kühlmittelkreislauf 62 vom Verbrennungsmotor 64 durch die Auslassleitung 63, das Kühlmitteldreiwegeventil 65 und die Kühlmitteleinlassleitung 43 in den Heizerkern 44. Die Leitung 66 ist durch das Kühlmitteldreiwegeventil 65 gesperrt. Während das Gebläse 30 im Luftdurchlass 31 einen Luftstrom erzeugt, ist die Klappe 46 geschlossen, wodurch die Luft in den Fahrgastinnenraum 24 strömt, ohne den Heizerkern 44 zu passieren. Deshalb hat das Kühlmittel nur einen sehr unwesentlichen Einfluss auf die Temperatur des Luftstroms in den Fahrgastinnenraum 24. Das Kühlmittel strömt vom Heizerkern 44 durch die Kühlmittelauslassleitung 45, das Drei wegeventil 94, einen Abschnitt der Kühlmittelleitung 68, die Kühlmittelmotoreinlassleitung 69 zurück zum Verbrennungsmotor. Das Kühlmittel strömt in konventioneller Weise durch Motor und Kühler (nicht dargestellt), was deshalb nicht beschrieben wird. Da die Wasserpumpe 92 vorzugsweise abgeschaltet ist, strömt im zweiten Kühlmittelkreislauf 61 kein Kühlmittel.
Die zweite Betriebsweise ist die Wärmepumpenbetriebsweise. Die Richtung des Kältemittel- und Kühlmittelstroms in dieser Betriebsweise ist in 3 dargestellt. Diese Betriebsweise wird gewählt, wenn Verbrennungsmotor und Kühlmittel noch kalt sind, jedoch der Fahrgastinnenraum 24 geheizt werden soll. In dieser Betriebsweise strömt das Kältemittel durch den Verdichter 72, wo es komprimiert wird, und die Verdichterauslassleitung 73 zum Dreiwegeventil 74. Das Dreiwegeventil 74 lenkt das Kältemittel in die Kältemittelleitung 77 und blockiert den Strom in die Kondensatoreinlassleitung 75. Danach fließt das verdichtete Kältemittel in den zweiten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 70. Das Kältemittel, das eine höhere Temperatur als das Kühlmittel im zweiten Kühlmittelkreislauf 61 hat, gibt Wärme an das Kühlmittel ab. Der Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 70 wirkt demzufolge als Kondensator. Anschließend strömt das Kältemittel durch das Dreiwegeventil 95, den Speicher/Trockner 79 und das Expansionsventil 80, bevor es das zweite Kältemitteldreiwegeventil 83 passiert. Die Leitung 78 ist durch das Dreiwegeventil 95 gesperrt. Das zweite Dreiwegeventil 83 lenkt das Kältemittel in den ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 67, blockiert aber den Strom zum Verdampfer 38. Da das Kältemittel jetzt im Allgemeinen eine niedrigere Temperatur als das Kühlmittel im ersten Kühlmittelkreislauf 62 hat, nimmt es vor Verlassen des ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauschers 67 Wärme auf und strömt durch das Dreiwegeventil 96 zurück zum Verdichter 72. Die Leitung 42 ist durch das Dreiwegeventil 96 gesperrt.
In dieser Wärmepumpenbetriebsweise strömt das Kühlmittel im ersten Kühlmittelkreislauf 62 vom Verbrennungsmotor 64 durch die Kühlmittelauslassleitung 63 in das Kühlmitteldreiwegeventil 65. Das Kühlmitteldreiwegeventil 65 lenkt den Kühlmittelstrom in die Wärmetauschereinlassleitung 66, blockiert aber den Strom in die Kühlmitteleinlassleitung 43. Anschließend strömt das Kühlmittel durch den Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 67. Wie zuvor erwähnt, gibt das Kühlmittel Wärme an das Kältemittel ab, wenn es durch diesen Wärmetauscher strömt. Danach strömt das Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 68, durch die Kühlmittelleitung 69 und zurück zum Verbrennungsmotor 64.
Außerdem strömt das Kühlmittel in der Wärmepumpenbetriebsweise im zweiten Kühlmittelkreislauf 61. Die Wasserpumpe 92 wird aktiviert und fördert Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 71 in den zweiten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 70. Wie zuvor erwähnt, nimmt das Kühlmittel Wärme aus dem Kältemittel auf, da das Kältemittel eine höhere Temperatur besitzt. Das jetzt erwärmte Kühlmittel strömt durch die Kühlmittelleitung 49 und die Kühlmittelleitung 43 in den Heizerkern 44 im Fahrgastinnenraum 24. Das Gebläse 30 bläst Luft durch den Heizerkern 44, der die Luft erwärmt, bevor sie in den Fahrgastinnenraum 24 strömt. In dieser Wärmepumpenbetriebsweise gibt der Heizerkern 44 die zuvor im ersten Kühlmittel/Kältemittel-Wärmetauscher 70 durch das Kühlmittel aus dem Kältemittel aufgenommene Wärme ab.
Die dritte Betriebsweise ist eine konventionelle Heizbetriebsweise. Diese Betriebsweise wird gewählt, wenn das Kühlmittel des Verbrennungsmotors heiß ist und zusätzliche Wärme im Fahrgastinnenraum 24 gewünscht wird. In dieser Betriebsweise arbeitet der Verdichter 72 nicht, so dass kein Kältemittel strömt. Außerdem ist die Wasserpumpe 92 abgeschaltet, so dass kein Kühlmittel im zweiten Kühlmittelkreislauf 61 strömt. Das Kühlmittel im ersten Kühlmittelkreislauf 62 strömt genauso wie in der zuvor dargelegten Kühlbetriebsweise. Jedoch ist jetzt die Klappe 46 offen, so dass die durch den Durchlass 31 strömende Luft den Heizerkern 44 passiert und dort vor Eintritt in den Fahrgastinnenraum 24 erwärmt wird.

Claims

Heiz-, Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (64) und einem über zumindest einen Luftdurchlass (31) belüftbaren Fahrgastinnenraum (24), umfassend: – einen ersten Kühlmittelkreislauf mit einer Kühlmittelausgangsleitung und einer Kühlmitteleingangsleitung, ausgelegt zum Anschließen an den Verbrennungsmotor und eine Verbrennungsmotorkühlanlage; – einen von dem ersten Kühlmittelkreislauf getrennten, zweiten Kühlmittelkreislauf mit einer abschaltbaren Pumpe zum Zirkulieren des Kühlmittels; – einen abschaltbaren Kältemittelkreislauf – einen in dem Luftdurchlass angeordneten Heizerkern zum Beheizen des Fahrgastinnenraums, wobei der Heizerkern je nach Betriebsweise Teil des ersten oder des zweiten Kühlmittelkreislaufs ist; – eine dem Heizerkern vorgeschaltete Luftmischklappe, mit der der Heizerkern von dem Luftdurchlass in den Fahrgastinnenraum abtrennbar ist; – eine durch den Kältemittelkreislauf zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelkreislauf bildbare Wärmepumpe.
Heiz-, Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei der erste Kühlmittelkreislauf einen ersten Wärmetauscher (67) und ein Kühlmittelventil (65) zum Leiten eines Kühlmittelstroms, abhängig von der Betriebsweise wahlweise von der Kühlmittelausgangsleitung entweder durch den Heizerkern (44) oder den ersten Wärmetauscher (67) zur Kühlmitteleingangsleitung aufweist.
Heiz-, Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf durch einen zweiten Wärmetauscher (70), den Heizerkern (44) und zurück zur abschaltbaren Pumpe (92) geführt ist.
Heiz-, Klimaanlage nach Anspruch 1, mit einem Kältemittelkreislauf, bestehend aus einem Verdichter (72) mit einem Einlass und einem Auslass, einem ersten Kältemittelventil (74) zum Leiten eines Kältemittelstroms vom Verdichterauslass, wahlweise entweder zu einem Kondensator (76) oder dem zweiten Wärmetauscher (70), einem Expansionsventil (80), einem zweiten Kältemittelventil (83) zum Leiten des Kältemittelstroms entweder durch einen Verdampfer (38) oder den ersten Wärmetauscher (67) und einer Kältemittelleitung (84) zum Zurückleiten des Kältemittels zum Einlass des Verdichters (72).
Heiz-, Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei der Verdampfer (38) im Fahrgastinnenraum (24) angeordnet ist.
Heiz-, Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei der Heizerkern (44) im Fahrgastinnenraum (24) angeordnet ist.
Heiz-, Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Kühlmittelventil (65) ein Dreiwegeventil ist.
Heiz-, Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Kältemittelventil (74) ein Dreiwegeventil ist.