DE2512569A1

DE2512569A1 - Klimaanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2512569A1
Application number: DE19752512569
Authority: DE
Inventors: David H Boerger; Jun Allen D Krugler; Donald A Willoughby
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1974-04-03
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1975-10-16
Also published as: JPS5719344B2; CA1017947A; GB1467554A; US3899897A; JPS50148957A

Description

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Anwaltsakte: GFK-2687

datum: 21. März 1975 DATEi

FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 5 KÖLN-DEUTZ, OTTOPLATZ 2

Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem aus einem Kompressor, einem Kondensator und einem Verdampfer gebildeten geschlossenen Kühlmittelkreislauf, bei dem in der Einlaßleitung des Verdampfers ein in Abhängigkeit von dessen Temperatur gesteuertes und für eine Drosselung der Kühlmittelströmung eingerichtetes Ausgleichsventil und in der Verbindungsleitung des Verdampfers mit dem Kompressor ein bei niedrigeren Auslassdrücken des Verdampfers für eine stärkere Druckreduzierung als bei höheren Auslaßdrücken

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eingerichtetes und über eine auslaßseitige Steuerdruckleitung an das Ausgleichs ventil angeschlossenes Druelcreduzierventil angeordnet sind.

Bei allen heute üblicherweise in Kraftfahrzeuge eingebauten Klimaanlagen der vorgenannten Art ist gewöhnlich das in der Verbindungsleitung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer angeordnete Ausgleichsventil für einen Druckausgleich nach außen eingerichtet, wobei seine Temperatursteuerung meistens von dem Temperaturwert abhängig ist, der in der Auslaßleitung des Verdampfers vorherrscht. In solchen Klimaanlagen erfüllt weiterhin das Druckreduzierventil den Zweck, eine bei seiner Abwesenheit sonst mögliche übermässig starke Drosselung oder gar völlige Unterbrechung der Kühlmittelströmung durch das Ausgleichsventil hindurch zu dem Verdampfer hin zu verhindern, wodurch.dann der Einlaßdruck des Kompressors auf einen sehr niedrigen Wert abfallen würde, was dann eine verstärkte Geräuschbelästigung durch den Kompressor zur Folge hätte sowie zu Sehmierungs- und Kühlungsproblemen führen würde. Das Druckreduzierventil erfüllt also den Zweck, beim Vorliegen eines niedrigen Steuerdruckes an seinem Auslaß eine Öffnung des Ausgleichsventils zu steuern, indem es einen relativ hohen Druckabfall zu dem Kompressor hin bewirkt, wenn der Druck in der Aus laß leitung des Verdampfers re-. lativ niedrig ist, es dagegen nur zu einem relativ geringen Druckabfall kommt, wenn dieser Druck in der Auslaßleitung des Verdampfers höher ist.

Diese spezielle Regeleharakteristik des Druckreduzierventils kann nun besonders bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, wenn die Belastung der Maschine niedrig ist, dazu führen, daß das Ausgleiohsventil infolge des ihm zugeführten Drucksignals in eine Regelstellung gebracht wird, welche ein Überfluten

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des Verdampfers mit dem flüssigen Kühlmittel auslöst und damit die Bildung von flüssigen Schlacken, die dann zu dem Kompressor hin gefördert werden. Diese flüssigen Schlacken können somit den Kompressor beschädigen und führen auf jeden Fall zu einer verstärkten Geräuschbildung sowie einem höheren Kraftverbrauch durch den Kompressor, was seinerseits wieder zu einem unerwünscht höhereu Brennstoffverbrauch durch die Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeuges führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine, solche bekannte Klimaanlage so weiterzubilden, daß bei minimaler Lastbeaufschlagung der Maschine ein vergleichbar niedrigerer Kraftverbrauch für den Kompressor benötigt wird, bei gleichzeitiger Sicherstellung einer ausreichenden Schmierung des Kompressors, einer vergleichbar geringeren Geräuschentwicklung und einer vergleichbar höheren Lebensdauer des Kompressors.

Diese Aufgabe wird bei einer Klimaanlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vervindungsleitung des Verdampfers mit dem Kompressor mit einer das Druckreduzierventil umgehenden, strömungsgeregelten und über eine weitere Steuerdruckleitung mit dem Ausgleichsventil verbundenen Bypassleitung versehen ist. In dieser Bypassleitung sind zweckmässig zwei Drosselstellen für das hindurchströmende Kühlmittel in einem gegenseitigen Abstand angeordnet, so daß dann in dem dazwischen gelegenen Abschnitt ein genaues Steuersignal gewonnen werden kann, welches dann über die in diesem Bereich abgezweigte weitere Steuerdruckleitung an das Ausgleichsventil angeliefert werden kann. Es versteht sich hierbei von selbst, daß eine solche Bypassleitung einen sehr kleinen Druchflußquerschnitt intVergleich zu der normalen Verbindungsleitung

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zwischen dein Verdampfer und dem Kompressor haben muß, damit die normale Betriebsweise des Druckreduzierventils nicht durch die Abzweigung einer/zu grossen Teilmenge des Kühlmittels beeinträchtigt wird.

Es wird damit erfindungsgemäß eine Klimaanlage bereitgestellt, bei welcher unter einem hohen Lastbetrieb des Verdampfers das Ausgleichsventil für eine RegeIstellung angesteuert wird, in welcher eine dann benötigte Verstärkte Kühlmittelströmung zu dem Verdampfer hin ermöglicht wird, gofern der Verdampfer unter einem niedrigeren Lastbetrieb arbeitet, wird diese Regelstellung zunehmend verlassen, weil dann das Druckreduzierventil ein entsprechend stärker werdendes Drucksignal liefert,-welches das entweder aus der Einlaßleitung oder aus der Auslaßleitung des Verdampfers gewonnene Temperatur-Steuersignal zunehmend überlagert. Das Druckreduzierventil bewirkt dann also, wie noch näher zu erläutern sein wird, in dem für den Kühlmittelkreislauf maßgeblichen Enthalpie-Zustandsdiagramm eine Verschiebung des Kurvenbildes in eine Zone, die sich durch einen maximalen Dampfanteil des Kühlmittels auszeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 in einem Blockdiagramm eine Klimaanlage bekannter Ausführung,

Figur 2 einen Längsschnitt durch ein für die Klimaanlage gemäß Figur i geeignetes Druckreduzierventil,

Figur 3 einen Längsschnitt durch ein für die Klimaanlage gemäß Figur 1 geeignetes Ausgleichsventil,

Figur k einen Längsschnitt durch ein ebenfalls für die

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Klimaanlage gemäß Figur 1 geeignetes Ventil, das sowohl die Funktion eines Ausgleichsventils als auch die Funktion eines Druckreduzierventils erfüllt.

Figur 5 eine Einzelheit des Blockdiagramms gemäß Figur 1 zur näheren Erläuterung der Funktionsweise des Druckreduzierventils bei den bekannten Klimaanlagen,

Figur 6 die entsprechende Einzelheit bei einer Klimaanlage gemäß Erfindung,

Figur 7 ein für das Druckreduzierventil gemäß Figur 2 typisches Zustandsschaubild,

Figur 8 ein Schaubild zur Verdeutlichung des drehzahlabhängigen Kraftverbrauchs des Kompressors in der bekannten Klimaanlage gemäß Figur 1 und zum Vergleich in der erfindungsgemässen Klimaanlage, bei we Icher die in Figur 6 gezeigte Einzelheit verwirklicht ist.

Figur 9 eine in der Einzelheit gemäß Figur 6 abgewandelte Alternative der erfindungsgemässen Klimaanlage,

Figuren 10 bis 14 verschiedene Enthalpie-Zustandsdiagramme zur näheren Erläuterung der Betriebsweise einer solchen Klimaanlage, wobei unter Einbeziehung der erfindungsgemässen Ausführung derselben verschiedene Lastbetriebe betrachtet sind, und

Figur 15 ein Schaubild zur Verdeutlichung der Rege!charakteristik des Ausgleichsventils.

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In dem Blockdiagramm der Figur 1 bezeichnet 10 den Kompressor einer bekannten Klimaanlage, der bei deren Einbau in ein Kraftfahrzeug gewöhnlieh mittels eines Riemens von der Fahrzeugmaschine angetrieben wird. Die in den Kompressor 10 für diesen Antrieb hineingesteckte Arbeit ist mit dem Pfeil W angedeutet. An den Kompressor 10 ist in einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf ein Kondensator 12 über eine Verbindungsleitung 14 angeschlossen, der seinerseits über eine Verbin— dungsleitung 16 an einen Verdampfer 18 angeschlossen ist. In der Verbindungsleitung l6 ist ein thermisches Ausgleichsventil 20 angeordnet, das für eine Drosselung der Kühlmittelströmung zu dem Verdampfer 18 hin eingerichtet ist, zu dem Zweck, daß der Verdampfer 18 unter einem wesentlich geringeren Druck arbeiten kann als der Kondensator 12 und damit ein Phasenwechsel des Kühlmittels erreicht wird. Dieser Phasenwechsel bewirkt in der Umgebung des Verdampfers 18 einen Wärmeentzug aus der umgebenden Luft, was in Figur 1 durch den Pfeil Q angedeutet ist. Zur Schliessung des Kühlmittelkreislaufes ist der Verdampfer 18 über eine Verbindungsleitung 22 an den Kompressor 10 angeschlossen, wobei in dieser Verbindungsleitung ein Druckreduzierventil 24 angeordnet ist, das iri± dem an seinem Ausgang gewonnen Drucksignal eine Steuergrösse für das Ausgleichsventil 20 hinsichtlich der damit gewollten Drosselung der Kühlmittelströmung liefert.

Das thermische Ausgleichsventil 20 kann beispielsweise die in Figur 3 gezeigte Ausführung haben. Hierbei hat das Ventilgehäuse 26 eine Einlaßbohrung 28 und eine Auslaßbohrung 30, die über einen Verbindungskanal 32 miteinander verbunden sind. In diesem Verbindungskanal 32 ist ein Sitz 36 für eine Ventilkugel 34 ausgebildet, die durch eine Ventilfeder 38 an ihren Sitz 36 angedrückt wird. Der Ventilsitz 36 ist über Ventilstö'ssel 40 und 42 an einer flexiblen Membrane 44 befestigt,

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die ein angeflanschtes Gehäuse 46 in zwei Druckkammern 48 und 50 unterteilt. Die eine Druckkammer 48 ist über eine Steuerdruckleitung 52 an die Verbindungsleitung 22 zwischen dem Verdampfer IS und dem Kompressor 10 angeschlossen, von welcher sie an einer Stelle stromab von dem Druckreduzierventil 24 abgezweigt ist. Die andere Druckkammer 50 ist über eine Verbindungsleitung 54 ebenfalls an die Leitung 22 angeschlossen, von der sie aber anders als die Leitung 52 an einer Stelle abgezweigt ist, die im Bereich zwischen dem Verdampfer 18 und dem Druckreduzierventil 24 liegt, so daß über diese Verbindungsleitung 5^ dem Ausgleichsventil 20 ein eher temperaturabhängiges Drucksignal angeliefert wird. Für die Regelcharakteristik des Ausgleichsventils 20 gilt folglich, daß bei einem gegenüber der Kammer 50 stärkeren Druckanstieg in der Druckkammer 48 die Ventilkugel J>k durch ihren Sitz 36 gegen das zugeordnete Ende des Verbindungskanals 32 bewegt wird, so daß es datirch zu einer verstärkten Drosselung des durchgeströmten Kühlmittels kommt, die dann wieder aufgehoben wird, wenn umgekehrt der Druck in der Kammer 48 unter denjenigen in der Kammer 50 abfällt.

In der in Figur 4 gezeigten alternativen Ausführungsform ist das Gehäuse 56 eines solchen Ausgleichsventils mit dem Gehäuse 58 des Druckreduzierventils baulich vereinigt. Das Ventilgehäuse 56 ist auch hier mit einer Kühlmittel-Einlaßbohrung 60 und einer Auslaßbohrung 62 versehen, die beide über einen Verbindungskanal 64 verbunden sind. Anders als bei der Ausführungsform gemäß Figur 3, wo die Einlaßbohrung 28 an die Auslaßleitung des Kondensators 12 angeschlossen ist, ist hier die Einlaßbohrung 60 an die Auslaßleitung des Verdampfers angeschlossen, während in Übereinstimmung mit der vorbesehriebenen Ausführungsform die Auslaßbohrung 62 ebenfalls an die Einlaßleitung des Verdampfers angeschlossen ist. Die Auslaßleitung des Kondensators ist bei dieser Ausführungsform dagegen an

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eine Einlaßbohrung 66 angeschlossen, die in dem Ventilgehäuse 58 des Druckreduzierventils ausgebildet ist und über einen Verbindungskanal 68 Verbindung hat mit dem die Bohrungen 60 und 62 verbindenden Kanal bh, in weicher im übrigen eine mit der Ventilkugel Jh funktionell vergleichbare Kugel 70 angeordnet ist, die gegen ihren am Ende d?s Kanals 64 ausgebildeten Ventilsitz durch eine Feder 72 angedrückt wird.

Das in Figur k insgesamt mit 7^;* bezeichnete Druckreduzierventil hat eine Einlaßbohrung 76, die in einer Stirnwand 76 des Ventilgehäuses 58 ausgebildet ist. Diese Einlaßbohrung 76 hat über einen Verbindungskanal 9^ Verbindung mit der Einlaßbohrung 60 des Ventilgehäuses 56, die an die Auslaßleitung des Verdampers angeschlossen ist. Auslaßseitig ist das Druckreduzierventil Ik über einen Verbindungskanal 78 an eine Druektanmer angeschlossen, die auf der einen Seite einer der Membrane kk funktionell entsprechenden Membrane 80 ausgebildet ist. An der Membrane 80 ist ein kolbenförmiger Temperaturfühler 82 befestigt, der an seinem anderen Ende einen Ventilstössel 8k berührt, welcher in dem Kanal 8k angeordnet und zur Betätigung der Ventilkugel vorgesehen ist. Bei jedem Temperaturanstieg des über die Einlaßbohrung 60 zuströmenden Kühlmittels bewirkt folglich der kolbenförmige Temperaturfühler 82 ein Wegdrücken der Ventilkugel 70 von ihrem Sitz, so daß zu der Auslaßbohrung 62 hin eine entsprechend stärkere Kühlmittelströmung stattfindet. Außer mit der einen Druckkammer auf der einen Seite der Membrane 80 ist der Kanal 78 über einen Verbindungskanal 88 noch mit dem Kanal ^k verbunden, wobei sowohl in diesem Kanal 88 eine kalibrierte Drossel 92 als auch in dem Kanal 78 eine kalibrierte Drossel 90 angeordnet sind. Wegen dieser beiden Drosseln 90, 92 wird folglich der einen Druckkammer auf der einen Seite der Membrane QO ein Drucksignal zuge-

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leitet, dessen Höhe sich nach der Kalibrierung dieser Drosseln richtet. Hierdurch wirkt das Druckreduzierventil lh, das im übrigen über eine Auslaßbohrung 8b an die Einlaßleitung des Kompressors angeschlossen ist, zusammen mit dem Ausgleichsveutil an der Verhinderung einer Überflutung des Verdampfers mit, wenn dieser im vorliegend besonders interessierenden, sehr niedrigen Lastbetrieb arbeitet, so daß der ausgezogene Kurvenzug in dem Schaubild gemäß Figur 15 verfolgt werden kann. Würde auf das üruokreduzierventil verzichtet werden, dann könnten nur die gestrichelten Kurvenzüge gemäß diesem Schaubild der Figur 15 verfoLgt werden, die also kleinere üurchflußquersohnitte D¹ ergeben im Vergleich zu dem üurchflußquerschnitt d, der bei Anwesenheit des Druckreduzierventils ansteuerbar ist.

liei. dem Ausgleichsventil der Figur 3 ist übrigens noch eine Drossel 95 in einem Kanal 96 verwirklicht, welcher die eine Druckkammer h3 direkt an die Auslaßbohrung 30 und damit an die Einlaßleitung des Verdampfers 18 anschliesst. Eine weitere Drossel 97 ist in der Steuerdruckleitung 52 angeordnet, so daß der in der Druckkammer h8 aufgebaute Druck von der Kalibrierung dieser beiden Drosseln abhängig ist.

Die typische Arbeitsweise des DruckreduzierventiIs ist durch den Kurvenzug der Figur 7 festgehalten. Daraus ist ableitbar, daß bei einem Abfall des Auslaßdruckes des Verdampfers auf einen sehr niedrigen Wert der am Druckreduziorventil vorherrschende Druckunterschied zwischen seinem Einlaß und seineiiiAuslaß ziemlich steil ansteigt, während bei höheren Auslaßdrücken des Verdampfers dieser Druckunterschied äußerst minimal ist. Dieser Kurvenzug kann nicht nur mit dem Druckreduzierventil 7^;i der Ausführungsform gemäß Figur h verfolgt werden, vielmehr liegt er auch vor bei der

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in Figur 2 gezeigten Ausführuugsforni, die in allen wesentlichen Einzelheiten mit dem aus der US-PS 3 6l4 966 bekannten Ventil übereinstimmt., so daß auf diese Drucks ehr i f t zur Ergänzung der folgenden Erläuterungen verwiesen werden kann.

Das Druckreduzierventil in der Aus führungsform gemäß Figur 2 hat ein Gehäuse 98 mit einer Einlaßbohrung K)O am einen Ende und einer Auslaßbohruug 102 am anderen Ende. Im Hohlraum 104 des mittleren Gehäusoabschnittes sind zwei teleskopartige Ventilhülsen 106 und 108 angeordnet, von welchen die letztere mit einem ringförmigen Steuerbund 109 versehen ist., der mit einer entsprechenden Steuerkante der Ventilbohrung 104 mit Unterstützung einer Ventilfeder 110 zusammenwirkt. Eire weitere Ventilfeder 112 ist zwischen dem anderen Ende dieser inneren VentilhUlse 108 und dem Boden der äußeren Ventilhiilse 106 angeordnet und zwar in einer Druckkammer 114, die für die Lieferung eines Steuerdruckes an die Auslaßbohrung 102 unter Vermittlung eines Steuerventils II6 maßgebend ist. Wenn dieses Steuerventil Ho die gezeigte Lage einnimmt, dann ist die Verbindung zwischen der Druckkammer 114 und der Auslaßoffnung 102 stark gedrosselt, wobei gilt, daß das Steuerventil 116 in diese Drosselstellung durch eine Feder 118 vorgespannt ist, die an dem Ventilstb'ssel 120 angreift und an einem mit der inneren VentilhüLse 108 verschraub ten Schraubteil 122 abgestützt ist. Die Feder 118 ist von einem Balg 124 umgeben, der mit seinem einen Ende an dem Schraubteil 122 befestigt und mit seinem anderen Ende mit dem Ventilstössel 120 verbunden ist. Der Balg 124 ist von außen her dem Druck ausgesetzt, der über die Einlaßbohrung 100 zugeleitet wird, so daß automatisch jeder Anstieg des Auslaßdruckes des Verdampfers eine Verkürzung dieses Balges 124 auslöst und damit eine Öffnung des Steuerventils 116 gegen die Kraft der Feder 118, wodurch der Druck in der Kammer entlastet wird. Der Stössel 120 ist im übrigen in einer Bohrung 126 der inneren Ventilhülse 108 geführt. Weiter gilt für die

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Druckkammer ilk, daß der Druckaufbau in derselben unter Mitwirkung einer in de ■ inneren Ventilhülse 108 ausgebildeten Einlaßbohrung 128 erfolgt, welche eine ständige Verbindung mit der Einlaßbohrung 100 des Ventilgehäuses 98 hat. Wenn die äußere Ventilhülse 106 aus der in Figur 2 dargestellten Rei.itivlage zur inneren Ventilhülse 108 nach links verschoben wird, wird dadurch eine Bohrung 130 der äußeren Ventilhülse Iü6 ausgesteuert, so daß dann auch unter deren Mitwirkung eine direkte Verbindung zwischen den beiden Bohrungen 100 und 102 besteht. Der somit zwischen diesen beiden Bohrungen regelbare Druckunterschied ist in Figur 7 auf der Ordinate abgetragen, und zwar in Abhängigkeit von dem auf der Abszisse abgetragenen Druck, der an der Einlaßbohrung 100 vorherrscht, also in Abhängige it vom Auslaßdruck des Verdampfers.

In dem Enthalpie-Zustandsdiagramm der Figur 10 ist auch die Dampfdruckkurve eines Kühlmittels, wie Freon, eingezeichnet, Die eingekreisten Eckpunkte 1 bis 5 der Enthalpiekurve entsprechen dabei den einzelnen, ebenso bezeichneten Stellen im Blockdiagramm der Figur 1, wobei vorliegend die Strecke von besonderer Bedeutung ist, die zwischen Eckpunkten 5 und 1 liegt. Diese Strecke weist den Druckanstieg aus. der durch die Verdichterarbeit des Kompressors 10 erbracht wird, wobei infolge der Verdichtung des Kühlmittels Wärme hinzugefügt wird und zwar ausweislich der Figur 10 in einer Zone der Dampfdruckkurve des Kühlmittels in welcher alles Kühlmittel in Dampfform vorliegt. Diose Feststellung trifft jedoch nur für den Hohen Lastbetrieb des Verdampfers zu. Für denselben gilt dann weiter, daß entlang der Strecke zwischen den Eckpunkten 1 und 2 eine Kondensation des Kühlmitteldampfes stattfindet, die im Eckpunkt 2 in der flüssigen Zone beendet ist, so daß entlang der folgenden Strecke zu dem Eckpunkt 3 hin das Kühlmittel anfänglich in flüssiger Form vorliegt und demgemäß ein günstiger Druckabbau durch das Ausgleichsventil 20 stattfinden kann. Entlang der fol-

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genden Strecke zu dem Eckpunkt 4 hin findet dann die Verdampfung des Kühlmittels statt, wobei wieder Wärme zugeführt wird, und danach wird zu dem Eckpunkt 5 hin nochmals ein allerdings gegenüber der zwischen den Eckpunkten 2 und 3 gelegenen Strecke wesentlich geringerer Druckabbau vorgenommen, um für die nachfolgende Strecke mit Sicherheit in der Dampfzone zu liegen.

Wenn der Verdampfer unter einem hohen Lastbetrieb arbeitet, was der Stelle a auf der Kurve gemäß Figur 7 entspricht, dann ist der Druckabfall zwischen Eckpunkten 4 und 5 relativ minimal. Wenn der Verdampfer dagegen unter einem massigen Lastbetrieb arbeitet, was der Stelle b_ auf der Kurve gemäß Figur 7 entspricht, dann ist dieser Druckabfall zwischen diesen Eckpunkten 4 und 5 schon etwas grosser wie dies in Figur Il angedeutet ist. Auch dann gilt allerdings immer noch, daß der Kompressor ausschliesslich in der Dampfzone arbeitet. Arbeitet der Verdampfer dagegen im niedrigen Lastbetrieb, dann gilt unter Hinweis auf die Figur 12, daß bei einer Klimaanlage der Figur 1 beschriebenen Art das Kühlmittel entlang der Strecke zwischen den Eckpunkten 4 und 5 einen ziemlich starken Druckabfall erfährt, wobei der Ausgangspunkt desselben, nämlich der Eckpunkt 4, in der Zweiphasen-Zone der Dampfdruckkurve liegt. Die entsprechende Stelle auf der Kurve gemäß Figur 7 ist mit £ bezeichnet.

Wenn nun der Verdampfer mit einem sehr niedrigen Lastbetrieb arbeitet, dann kommt es dabei entsprechend dem Enthalpie— Zustandsdiagramm derjFigur 14 zu einem Druckabfall entlang der Strecke zwischen den Eckpunkten 4 und 5, die völlig innerhalb der Zweiphasen-Zone der Dampfdruckkurve liegt. Der für den Beginn der folgenden Strecke zu dem Eckpunkt hin maßgebliche Anfangspunkt 5 liegt dann also nicht mehr in der reinen Dampfzone, was ursächlich darau-f zurückzuführen ist, dass dann die Strecke zwischen den Eckpunkten 3 und

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wegen der entsprechend verringerten Wärmeaufnahme wesentlich kurzer ist als Dei allen anderen betrachteten Fällen. Der Kompressor lü muß folglich hier wegen des ziemlich hohen Anteils der flüssigen Phase des Kühlmittels eine entsprechend hohe Verdiehterarbeit leisten, was mit den im folgenden besprochenen Maßnahmen der vorliegenden Erfindung weitgehend nicht der Fall ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist für das Druckreduzierventil 24 eine Bypassleitung 220 vorgesehen, die an ihrem Anfang und an ihrem Ende mit einer jeweiligen Drossel 221 und 222 ausgerüstet ist. Der zwischen diesen Drosseln gelegene Abschnitt dieser Bypassleitung hat über eine Steuerdruckleitung 223 mit dem Ausgleichsventil 20 Verbindung, das wie im übrigen auch das Druckreduzierventil 24 gleich ausgebildet sein kann wie die entsprechenden Ventile bei den bekannten Klimaanlagen. Die Ausbildung dieser Bypassleitung 220 hat zur Folge, daß entsprechend derFigur 13 in diesem niedrigsten Lastbetrieb des Verdampfers die Strecke zwischen den Eckpunkten 3 und 4 wesentlich ausgedehnt werden kann, so daß dann der anschliessende Druckabfall entlang der Strecke zwischen den Eckpunkten 4 und 5 auf ein Ma^s ansteuerbar ist, das eine Anordnung des Eckpunktes 5 in der Dampfzone erlaubt. Der Kompressor hat also dann nicht mehr eine flüssige Phase des Kühlmittels zu verarbeiten, so daß er einen entsprechend geringeren Kraftbedarf benötigt. Über einen Vergleich der Figur 13 mit der Figur 14 kann die erfindungsgemässe Maßnahme auch dahin gedeutet werden, daß im niedrigsten Lastbetrieb des Verdampfers, welcher auf der Kurve gemäß Figur 7 die Stelle d_ entspricht, eine deutliche Verschiebung der Enthalpiekurve nach links vorliegt, so daß in der Auslaßleitung des Verdampfers ein Kühlmittel erhalten wird, bei dem der Dampfanteil wesentlich höher ist als in dem Fall, wo eine solche Bypassleitung nicht für das Druckreduzierventil vorgesehen ist.

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Für die Verhältnisse der erfindungsgemässen Klimaanlage gilt außerdem, daß hier die von dem Verdampfer absorbierte Wärme wesentlich grosser ist als bei den bekannten Klimaanlagen ohne eine solche Bpassleitung in der Umgebung des Druckreduzierventils, was ebenfalls aus einem Vergleich der Figuren 13 und Ik herleitbar ist. Weil diesbezüglich eine Beziehung zur Masse besteht, gilt für die bekannten Klimaanlagen dass dort zur Erzielung einer gleichen yärmeabsorption eine relativ grosse Masse des Kühlmittels verarbeitet werden muß, was zu dem bereits erwähnten hohen Kraftverbrauch des Kompressors führt. Dieser hohe Kraftverbrauch ist drehzahlabhängig durch den ausgezogenen Kurvenzug in Figur 8 verdeutlicht., während der gestrichelte Kurvenzug in diesem Schaubild den Kraftverbrauch des Kompressors zeigt, wenn eine solche Klimaanlage nach dem Vorschlag der vorliegenden Erfindung mit einer Bypassleitung in der Umgebung des Druckreduzierventils versehen ist. Aus dem Kurvenverlauf dieser beiden Kurvenzüge ist folglich herleitbar, daß die erfindungsgemässe Klimaanlage eine beträchtliche Einsparung des Kraftbedarfs für den Kompressors in den höheren und höchsten Drehzahlbereiohen bringt.

Abschliessend soll noch kurz zu Figur 9 festgestellt werden, daß darin mit den eingekreisten Ziffern 1 bis 5 wieder die Stellen bezeichnet sind, welche den entsprechenden Eckpunkteu im Enthalpie-Zustandsdiagrainm der Figur 13 entsprechen. Im übrigen sind für diese Darstellung die bereits erläuterte,ι Bezugsziffern benutzt.

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Claims

~ 15 - Ansprüche

1.!Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem aus einem Kompressor, einem Kondensator und einem Verdampfer gebildeten geschlossenen Kühlmittelkreislauf, hei dem in der Einlaßleitung des Verdampfers ein in Abhängigkeit von dessen Temperatur gesteuertes und für eine Drosselung der Kühlmittelströmung eingerichtetes Ausgleichsventil und in der Verbindungsleitung des Verdampfers mit dem Kompressor ein frei niedrigerenÄuslaßdrücken des Verdampfers für eine stärkere Druekreduzierung als hei höheren Auslaßdrücken eingerichtetes und ülae^eine auslaßseitige Steuerdruckleitung an das Ausgleichsventil angeschlossenes Druckreduzierventil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsleitung (22) des Verdampfers (18) mit dem Kompressor (lO) mit einer das Druckreduzierventil (24, 74) umgehenden, strömungsgeregelten und über eine weitere Steuerdruckleitung (223) mit dem Ausgleichsventil (20) verbundenen Bypassleitung (220) versehen ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeieh net, daß die weitere Steuerdruckleitung (223) von einer zwischen zwei Drosselstellen (221, 222) der Bypassleitung (220 gelegenen Stelle abgezweigt ist.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die temperaturabhängige Steuerdruckleitung (54) des Ausgleichsventils (20) entweder von der Einlaßleitung oder der Auslaßleitung des Verdampfers (18) abgezweigt ist.

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