DE2757832C2 - Kühlanlage mit geschlossenem Kältemittelkreis - Google Patents
Kühlanlage mit geschlossenem KältemittelkreisInfo
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Description
a) eine Einrichtung (32) vorgesehen ist, welche in
Abhängigkeit von dem Raumtemperatur-Istsignal und dem Raumtemperatur-Sollsignal ein
Arbeitspunktsignal erzeugt, welches eine gewünschte Kältemitteltemperatur am Verdampferauslaß darstellt;
b) eine Einrichtung (44—46) vorgesehen ist, welche ein Bezugssignal erzeugt, das eine
vorgegebene Mindesttemperatur des Kältemittels am Verdampferauslaß darstellt;
c) eine Einrichtung (39) vorgesehen ist, welche in w
Abhängigkeit von dem Arbeitspunktsignal, dem Verdampferauslaß-Isttemperatursignal und
dem Bezugssignal ein Fehlersignal erzeugt, das eine Funktion der Summe aus der gewünschten
Arbeitspunkttemperatur und der Verdampfer auslaß-Isttemperatur, bezogen auf die vorgege
bene Mindesttemperatur am Verdampferaus laß, ist;
d) die genannten Signale elektrische Signale sind;
e) die Expansionseinrichtung ein elsktromechani- 4"
sches Ventil (13) enthält;
f) eine Einrichtung (51 —58) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von dem Fehlersignal
das elektromechanische Ventil (13) so betätigt, daß die Verdampferauslaßtemperatur auf die
gewünschte Arbeitspunkttemperatur eingestellt WTd.
2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Ventil (13)
sowohl als Durchflußsteuerventil wie auch Expansionsventil dient.
3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Ventil
(13) ein Magnetventil ist und daß das Fehlersignal das Tastverhältnis eines impulsbreitenmodulierten
Signales bestimmt, das zur Steuerung des Magnetventils dient, wobei der Durchsatz des Magnetventils
dem Tastverhältnis direkt proportional ist.
4. Kühlanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal an eine Integrationsschaltung (51, 52) angelegt wird, dessen Ausgangssignal
einer Vergleichsschaltung (57) zugeführt wird, an welcher ferner ein Dreieckssignal angelegt wird,
wobei das impulsbreitenmodulierte Signal am Ausgang der Vergleichsschaltung (57) erzeugt wird.
5. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung
(18), die den Ansaugdruck am Einlaß des Kompressors konstant hält
6. Kühlanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (10) ein Verdichter mit
regelbarer Verdrängung ist, wobei der Ansaugdruck am Einlaß des Kompressors durch Regelung der
Verdrängung des Verdichters konstant gehalten wird.
7. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal durch einen Differentialverstärker (39)
erzeugt wird, an dessen einen Eingang das Bezugssignal und an dessen anderen Eingang die
Summe aus dem Arbeitspunktsignal und dem Verdampferauslaß-lsttemperatursignal angelegt
wird.
8. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Arbeitspunktsignal durch eine Integrationsschaltung
(32, 37) erzeugt wird, die das Raumtemperatur-Istsignal und das Raumtemperatur-Sollsignal miteinander vergleicht
9. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schutzschaltung (67, 68; 71—79; 81) die den Durchsatz des
elektromechanischen Ventils (13) verringert, falls die Isttemperatur am Verdampferauslaß unter einen
vorgegebenen absoluten Mindestwert abfällt.
10. Kühlanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (67, 68; 71—79;
81) so ausgebildet ist, daß sie das Fehlersignal übersteuert und unmittelbar auf das elektromechanische Ventil (13) einwirkt, falls die Verdampferauslaß-Isttemperatur unter den vorgegebenen absoluten
Mindestwert abfällt.
11. Kühlanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (67, 68;
71—79; 81) eine Einrichtung (71—73) aufweist, die ein den vorgegebenen absoluten Mindestwert
darstellendes zweites Bezugssignal erzeugt, das in einer Vergleichsschaltung (67) mit dem Verdampferauslaß-lsttemperatursigna! verglichen wird, um ein
Steuersignal zu erzeugen, das das Fehlersignal unwirksam macht und dem elektromechanischen
Ventil (13) zugeleitet wird.
Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage mit einem geschlossenen Kältemittelkreis, in dem ein Verdampfer,
ein Kompressor, ein Kondensator und eine Expansionseinrichtung in Reihe geschaltet sind, mit einer
Einrichtung, welche ein Raumtemperatur-Istsignal für
die Isttemperatur des zu klimatisierenden Raumes erzeugt, mit einer Einrichtung, welche ein Verdampferauslaß-Isttemperatursignal
für die Isttemperatur des Kältemittels am Verdampferauslaß erzeugt, mit einer
Einrichtung, die ein Raumtemperatur-Sollsignal für die
b0 Solltemperatur des zu klimatisierenden Raumes erzeugt,
und mit einer Regeleinrichtung, welche auf die genannten Signale anspricht und durch Einwirkung auf
die Expansionseinrichtung den Kältemitteldurchsatz durch den Verdampfer beeinflußt.
h5 Eine Kühlanlage dieser Gattung ist aus der US-PS
79 034 bekannt. Bei dieser Kühlanlage wird die Expansionseinrichtung (das Expansionsventil) als Funktion
der Kältemitteltemperatur am Verdampferauslaß
und des Verdampferdruckes so geregelt, daß sieb am
Vsrdampferauslaß eine konstante Überhitzung ergibt Diese Art der Regelung beruht auf der Überlegung, daß
der Wirkungsgrad des Verdampfers mit zunehmender Überhitzung des Kältemittels schlechter wird, daß ">
jedoch andererseits eine bestimmte Überhitzung erforderlich ist, um den Eintritt von flüssigem Kältemittel in
den Kompressor zu verhindern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanlage der angegebenen Gattung so in
weiterzubilden, daß der Energieverbrauch des Kältemittelkreises herabgesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Kühlanlage mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß ειπεί Einrichtung vorgesehen ist π
welche in Abhängigkeit von dem Raumtemperatur-Istsignal und dem Raumtemperatur-Sollsignal ein Arbeitspunktsignal
erzeugt, welches eine gewünschte Kältemitteltemperatur am Verdampferauslaß darstellt; eine
Einrichtung vorgesehen ist, welche ein Bezugssignal erzeugt das eine vorgegebene Mindesttemperatur des
Kältemittels am Verdampfersuslaß darstellt; eine Einrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von
dem Arbeitspunktsignal, dem Verdampferauslaß-Isttemperatursignal
und dem Bezugssignai ein Fehlersignal erzeugt das eine Funktion der Summe aus der
gewünschten Arbeitspunkttemperatur und der Verdampferauslaß-Isttemperatur,
bezogen auf die vorgegebene Mindesttemperatur am Verdampferauslaß, ist; die genannten Signale elektrische Signale sind; die Expan- 3n
sionseinrichtung ein elektromechanisches Ventil enthält; eine Einrichtung vorgesehen ist, welche in
Abhängigkeit von dem Fehlersingal das elektromechanische Ventil so betätigt daß die Verdampferauslaßtemperatur
auf die gewünschte Arbeitspunkttemperatur eingestellt wird.
Aufgrund der angegebenen Signalverknüpfung ergibt sich eine Regelung des Kältemittelkreises, bei der im
Betrieb die Überhitzung des Kältemittels am Verdampferauslaß nicht konstant bleibt. Vielmehr stellt sich am
Verdampferauslaß eine Arbeitspunkttemperatur ein, die je nach dem Kühlbedarf veränderlich ist.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei Konstanthalten der Überhitzung am Verdampferauslaß
in vielen Betriebsbereichen, insbesondere bei ή stationärem Betrieb, sich ein Kältemitteldurchsatz
ergibt, der größer ist als der zur Befriedigung des Kühlbedarfs erforderliche Kältemitteldurchsatz. Bei der
erfindungsgemäß ausgebildeten Kühlanlage werden für bestimmte Betriebsbereiche bewußt eine größere
Überhitzung des Kältemittels am Verdampferauslaß und somit ein schlechterer Verdampferwirkungsgrad in
Kauf genommen. Der hierbei auftretende Ene<-gieverlust
ist jedoch gering im Vergleich zu dem Energiegewinn, der sich daraus ergibt, daß bei der erfindungsgemäßen
Regelung der Kältemitteldurchsatz auf den tatsächlichen Energiebedarf und nicht auf die Einhaltung
einer konstanten Überhitzung abgestimmt wird.
Insbesondere ergibt sich bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Signalverknüpfung die Möglichkeit,
den Ansaugdruck des Kompressors auf einen konstanten Wert zu regeln. Dies führt dazu, daß insbesondere
bei stationären Betriebszuständen die an den Kompressor abzugebene Arbeit auf einem minimalen Wert
gehalten werden kann. Die sich hieraus ergebende b5 Energieeinsparung ist wesentlich größer als der
Energieverlust, der sich durci, die Inkaufnahme eines
schlechteren Verdampferwirkungsgrades ergibt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüclien.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert Es zeigt
Fig.1 das Schaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Kühlanlage, die als Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist;
F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Kühlanlage.
Die dargestellte Kühlanlage umfaßt einen Kompressor 10, einen Kondensator 12, eine Expansionseinrichtung
13 sowie einen Verdampfer 15, die in Reihe geschaltet sind und somit einen herkömmlichen
geschlossenen Kältemittelkreis bilden. Aus nachstehend erläuterten Gründen ist der Kompressor 10 ein
Kompressor mit geregelter Verdrängung, und die Expansionseinrichtung 13 hat die Form eines elektromechanischen
Ventils, z. B. eines Magnetventils. Das Kältemittelgas wird im Kompressor 10 komprimiert
und dem Kondensator 12 zugeführt wo es kondensiert und der Expansionseinrichtung 13 zugeführt wird. Das
Kältemittel expandiert bei Durchfluß durch die Expansions<"inrichtung 13 und erscheint als zweiphasiges
Gemisch aus Flüssigkeit und Gas, jedoch hauptsächlich als Flüssigkeit Wenn dann das zweiphasige
Gemisch durch den Verdampfer 15 strömt, wird Wärme von der dem zu klimatisierenden Fahrzeugraum
zuzuführenden Luft an das Kältemittel abgegeben, worauf dieses insgesamt verdampft und seinen gasförmigen
Zustand annimmt Dann gelangt das Kältemittelgas vom Verdampferauslaß zum Einlaß des Kompressors
10.
Der Kompressor 10 wird so geregelt, daß sein Einlaßdruck konstant gehalten wird. Dies kann beispielsweise
wie folgt erreicht werden: Bei Verwendung eines in bestimmter Weise ausgestalteten Kolbenkompressors
bestimmt der Druck im Kurbelkasten, der zum Kompressoreinlaß hin entlüftet ist, den Hub mehrerer
Kolben, was wiederum die Verdrängung des Kompressors bestimmt. Der Kurbelkasten wird durch Leckage
von Hochdruckgas vorbei an den Kolben unter Druck gesetzt; der Druck im Kurbelkasten kann nun zur
Änderung der Kompressorverdrängung und somit dessen Leistung dadurch verändert werden, daß der
Austritt des Gases aus dem Kurbelkasten durch die Entlüftung zur Ansaugleitung des Kompressors hin
geregelt wird. Ein Hubsteuerventil 18, das in der Entlüftungsleitung vom Kurbelkasten zum Kompressoreinlaß
angeordnet ist, wird durch den Einlaßdruck des Kompressors so geregelt, daß die Drosselung der
Entlüftungsleitung veränderlich ist, wodurch der Druck im Kurbelkasten und somit letztlich der Einlaßdruck des
Kompressors geregelt wird. Je größer die Drosselung in der Entlüftungsleitung, umso größer ist der Druck im
Kurbelkasten und desto kleiner sind Kolbenhub und Verdrängung. Die Drosselung, die durch das Hubsteuerventil
18 hervorgerufen wird, ist dem Einlaßdruck des Kompressors umgekehrt proportional. Auf diese Weise
ist die Verdrängung des Kompressors 10 eine direkte Funktion des Einlaßdruckes. Der Druck im Kurbelkasten
beträgt vorzugsweise 5 bis 10% des Unterschiedes zwischen dem Einlaß- und Auslaßdruck des Kompressors.
Wenn z. B. ein Auslaßdruck von 14,1 kg/cm2 und ein Einlaßdruck von 2,11 kg/cm2 herrscht, sollte der
Druck im Kurbelkasten so geregelt werden, daß er zwischen 27,05 kg/cm2 und 3,30 kg/cm2 liegt.
Wenn daher eine Änderung der Betriebsbedingungen eintritt wie beispielsweise eine Änderung des Wärmebe-
darfs, des Kondensatordrucks, der Kompressordrehzahl
usw., sorgt das Hubsteuerventil 18 selbsttätig dafür, daß der Einlaßdruck auf dem gewünschten Wert, z. B.
2,11 kg/cm2 gehalten wird. Wenn der Einlaßdruck unter
den gewünschten Wert abzufallen draht, verstärkt das Hubsteuerventil 18 die Drosselung, wodurch der
Durchsatz des aus dem Kurbelkasten ausströmenden Gases verringert wird; die Folge ist, daß der Druck im
Kurbelkasten größer und die Verdrängung kleiner werden, wodurch der Einlaßdruck wieder auf den
gewünschten Wert erhöht wird. Umgekehrt hat eine Erhöhung des Einlaßdruckes über den gewünschten
Wert hinaus eine geringere Drosselung in der Entlüftungsleitung zwischen dem Kurbelkasten und
dem Kompressoreinlaß zur Folge, wodurch der Durchsatz durch das Hubsteuerventil 18 erhöht wird.
Die Folge ist eine Verringerung des Kurbelkastendrucks, worauf sich die Verdrängung des Kompressors
erhöht, bis der Einlaßdruck sich wieder auf den gewünschten Wert verringert.
Es versteht sich, daß nicht unbedingt ein Kompressor
mit geregelter Verdrängung verwendet werden muß. Unabhängig von der Art des Kompressors sollte jedoch
vorzugsweise eine Einrichtung vorgesehen werden, die den Einlaßdruck des Kompressors trotz Änderungen
der Betriebsbedingungen im wesentlichen konstant hält. Beispielsweise könnte ein Kompressor mit fester
Verdrängung verwendet werden, bei dem irgendeine Einrichtung vorgesehen ist, mit der sich der wirksame
Durchsatz des Kompressors zur Regelung des Einlaßdruckes verändern läßt (beispielsweise durch Ändern
der Kompressordrehzahl).
Das elektromechanische Ventil 13 dient nicht nur als Expansionseinrichtung im Kältemittelkreis, sondern
auch als Durchflußsteuerventil zur Regelung des Kältemitteldurchsatzes und damit zur Änderung des
Wirkungsgrades des Verdampfers. Das Ventil 13 kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, solange es
eine veränderliche Durchflußöffnung besitzt, deren Größe in Abhängigkeit von einem angelegten Steuerst- *(>
gnal geändert wird. Beispielsweise kann das Ventil 13 die Form eines proportionalen elektromechanischen
Ventils haben, deren Öffnung eine Eigenschaft eines angelegten Steuersignals proportional ist. Aus Vereinfachung-
und Wirtschaftlichkeitsgründen ist das Ventil 13 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein vergleichsweise
einfaches und billiges Magnetventil mit Ein- und Auscharakteristik.
Dadurch, daß die Spule 21 des Magnetventils (durch ein impulsbreitenmoduliertes Signal, wie noch beschrie- so
ben wird) geregelt wird, stellt das Ventil 13 eine veränderliche DuichMußöffnung im KäiternittelkrciS
zwischen dem Kondensator 12 und dem Verdampfer 15 bereit. Die Spule 21 wird in Abhängigkeit von dem
impulsbreitenmodulierten Signal abwechselnd erregt und entregt. Je größer die Erregung der Spule 21 (d. h. je
größer das Tastverhältnis, das das Verhältnis aus der Einschaltzeit und dem Gesamttakt darstellt), umso
kleiner ist die vom Ventil 13 bewirkte Drosselung, und umso größer ist der Durchsatz durch das Ventil 13. Der
Durchsatz des Kältemittels im Kältemittelkreis ist somit der Einschaltzeit der Spule 21 direkt proportional. Eine
Diode 23 sorgt lediglich für einen Nebenschluß zur Spule 21, um die in dieser entwickelte Wärmeenergie
abzuleiten. *>5
Ehe die Regelanlage für die Spule 21 erörtert wird, sei die Kurve 25 der Fig.2 betrachtet, in der der
Verdampferwirkungsgrad (auf der y-Achse) über der Temperatur des Kältemittels am Verdampferauslaß (auf
der .V-Achse) aufgetragen ist. Wie durch die Kurve 25 dargestellt, stehen diese beiden Größen in umgekehrter
Beziehung zueinander. Wenn die Verdampferauslaß-Kältemitteltemperatur größer wird, verringert sich der
Wirkungsgrad (und auch die Leistung) des Verdampfers. Die Wärmeübertragungszahl eines Verdampfers ist
nämlich sehr viel größer, wenn Wärme von der zu kühlenden Luft auf ein zweiphasiges Flüssigkeits-Gasgemisch
übertragen wird, als wenn die Wärme auf Gas allein übertragen wird. Nachdem das Flüssigkeits-Gasgemisch
vollständig verdampft ist, hat jede weitere von der Luft abgegebene Wärme eine Überhitzung des
Gases und somit eine Verringerung des Verdampferwirkungsgrades zur Folge. Je geringer der KältemitteldurcRsaiz
durch den Verdampfer, umso größer die Überhitzung und umso größer die Verdampferauslaßtemperatur.
Um den Verdampferwirkungsgrad zu optimieren, sollte daher der Durchsatz so groß sein, daß
das Kältemittel ein Zweiphasengemisch in nahezu dem gesamten Verdampfer bleibt. Vorzugsweise sollte das
Kältemittel vollständig in Gas umgewandelt sein, ehe es das Ende des Verdampfers erreicht, und eine kleine
Mindestüberhitzung sollte dann noch aufgebracht werden. Die Verdampferauslaßtemperatur sollte daher
nicht unter einen vorgegebenen Mindestwert fallen. Andernfalls könnte flüssiges Kältemittel in den Kompressor
gelangen, was eine Beschädigung des Kompressors zur Folge hätte.
Die gestrichelte Linie 26 in F i g. 2 stellt den gewünschten Mindestwert der Verdampferauslaßtemperatur
im gezeigten Ausführungsbeispiel dar. Der Schnittpunkt der Linie 26 mit der Kurve 25 stellt somit
den maximalen Verdampferwirkungsgrad dar, bei dem die Anlage arbeitet. Wenn der Käitemitteldurchsatz so
eingestellt wird, daß sich die Verdampferauslaßtemperatur auf dem gewünschten Mindestwert befindet, wird
eine gewünschte Mindestüberhitzung des Kältemittelgases am Verdampferauslaß aufrechterhalten. Wenn die
Auslaßtemperatur unter den gewünschten Mindestwert (also links von der Linie 26) abfällt, ist die Überhitzung
unzureichend, und flüssiges Kältemittel gelangt in den Kompressor. Wie im folgenden noch deutlich wird, wird
die Verdampferauslaßtemperatur, bei der der Kältemittelkreis arbeitet, selbsttätig so gewählt, daß der
Kältemitteldurchsatz jederzeit auf den Wärmebedarf so abgestimmt wird, daß sich eine Betriebsweise mit
möglichst geringem Energieverbrauch ergibt. Der Einfachheit halber wird die entlang der Abszisse in
F i g. 2 ausgewählte gewünschte Verdampferauslaßtemperatur als Arbeitspunkttemperatur bezeichnet. Wie
noch erläutert wird, wird der Käitemitteldurchsatz durch den Verdampfer selbsttätig so geregelt, daß die
Verdampferauslaßtemperatur sich auf dem Arbeitspunkt (entlang der Abszisse) einstellt, der erforderlich ■■·
ist, um den Fahrzeuginnenraum auf der gewünschten '■
Raumtemperatur zu halten.
Ein als Thermistor ausgelegter Temperaturfühler 28 ist in dem zu klimatisierenden Innenraum des Fahrzeu- ν
ges angeordnet Eine Klemme des Thermistors 28 ist an die Masse einer Bezugsspannung geführt, während die
andere Klemme über einen Widerstand 29 eine positive '-Gleichspannungsquelle V+ angeschlossen ist Die
Größe dieser Gleichspannung soll +10 V betragen, und
die Bezugsspannung an Masse 0 V. Natürlich sind alle Klemmen » V+« der Zeichnung an dieselbe Gleichspannungsquelle
angeschlossen. Der Thermistor 28 arbeitet mit negativem Temperaturkoeffizienten, so daß sein
Widerstand eine umgekehrte Funktion der Isttemperatur des zu klimatisierenden Raumes ist. Das heißt, wenn
beispielsweise die Raumtemperatur zunimmt, nimmt der Widerstand des Thermistors 28 sowie die Spannung
am Knotenpunkt zwischen Temperaturfühler 28 und Widerstand 29 ab.
Der Knotenpunkt des Temperaturfühlers 28 und Widerstands 29 ist über einen Widerstand 31 an den
positiven Eingang eines IC-Rechenverstärkers 32 geführt. Obwohl nicht besonders ausgewiesen, sind alle
Rechenverstärker an die positive Spannungsquelle V+ geführt, so daß ihre Betriebsspannung +10 V ist.
Der Widerstand 31 sowie alle anderen entsprechenden Widerstände sind in Reihe mit den Eingängen der
!C-Rechen.versiärker geschaltet, um Eingangsspannungen
in Eingangsströme umzusetzen.
Da sich die Spannung am Knotenpunkt vom Thermistor 28 und Widerstand 29 im umgekehrten
Verhältnis zur Isttemperatur des klimatisierten Raumes im Fahrzeug ändert, ändert sich auch das am positiven
Eingang des Verstärkers 32 anliegende Stromsignal als Umkehrfunktion der Raum-Isttemperatur und stellt die
Raumtemperatur dar. Die Solltemperatur des Fahrzeuginnenraumes kann gewöhnlich durch den Fahrer einfach
mit einer Steuervorrichtung in Form eines Potentiometers 34 eingestellt werden, der sich auf dem Armaturenbrett
befinden soll. Daher stellt die Verbindung vom Thermistor 28 und Potentiometer 34 praktisch einen
Thermostaten dar. Somit liegt bei einem in Reihe geschalteten Widerstand 35 ein Stromsignal am
Inversionseingang (negativen Eingang) des Verstärkers 32 an. Die Amplitude dieses Eingangsstromes (der
Raumtemperatur-Sollsignal genannt werden kann, da es die Raum-Solltemperatur darstellt) ist direkt proportional
zum gewählten Sollwert des Thermostaten. Je höher die Raumsolltemperatur ist, umso größer ist der zum
negativen Eingang fließende Strom.
Der verwendete Verstärker arbeitet insofern als Differentialverstärker, als die Ausgangsspannung proportional
zur Differenz zwischen den beiden Eingangsstromsignalen ist. Da auch ein gepoher Kondensator 37
vorgesehen ist, arbeitet der Verstärker 32 auch als Integrationsglied. Wenn der am positiven Eingang des
Verstärkers 32 anliegende Strom größer ist als der am negativen Eingang anliegende, steigt die Ausgangsspannung
allmählich in positiver Richtung an (d. h. sie integriert oder läuft aufwärts, um eine sägezahriartige
Wellenform zu bilden) bis zu einem Amplitudenpegel an, der durch die Differenz zwischen den beiden
Eingangssignalen bestimmt ist. Bei einer Änderung eines der beiden Eingangssignal derart, daß der am
negativen Eingang anliegende Strom größer wird als der am positiven Eingang anliegende, nimmt die
Ausgangsspannung allmählich in negativer Richtung (d. h. sie läuft oder integriert abwärts) gegen Null oder
Massepotential ab. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 32 kann niemals unter die Spannung an den beiden
Eingängen abfallen, die im wesentlichen auf Massepotential liegen.
Somit vergleicht der Verstärker 32 das Signal für die Raumtemperatur-Istsignal mit dem Raumtemperatur-Sollsignal,
um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die sich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der
Raum-Ist- und Raum-Solltemperatur ändert Dieses Spannungssignal wird durch den Reihep.widerstand 38
in ein Stromsignal verwandelt und liegt am negativen Eingang eines Verstärkers 39 an. Das den Widerstand 38
durchfließende und am negativen Eingang anliegende Stromsignal stellt die Solltemperatur des Kältemittels
am Vergaserauslaß dar, die auf die Mindesttemperatur am Verdampferauslaß bezogen ist und Arbeitspunktsignal
genannt werden kann, da es den Arbeitspunkt auf der Abszisse der Fig. 2 zeigt, bei dem die Anlage
arbeiten soll, um den klimatisierten Raum richtig zu kühlen. Das heißt, daß die Arbeitspunkttemperatur eine
Funktion der Ausgangsspannung des Verstärkers 32 ist.
Ein Temperaturfühler in Form eines Thermistors 41
to ist am Verdampferauslaß angeordnet, um die Kältemitteltemperatur
nach dem Verlassen des Verdampfers zu erfassen. Der Fühler 41 ist wie der Fühler 28 ausgelegt
und arbeitet ebenfalls mit negativem Temperaturkoeffizienten, so daß sein Widerstand zur Temperatur des
Kältemittels am Verdampferauslaß umgekehrt proportional ist. Wenn beispielsweise die Kältemitteltemperatur
fällt, erhöhen sich der Widerstand des Thermistors 41 sowie die Spannung an seinem Knotenpunkt mit
einem Widerstand 42. Das am Knotenpunkt erzeugte Signal stellt somit die Isttemperatur des Kältemittels am
Verdampferauslaß dar, und dieses Spannungssignal ändert sich umgekehrt zur Temperatur. Wegen des
Reihenwidirstandes 43 wird das Spannungssignal in ein Stromsignal umgesetzt und liegt am negativen Eingang
eines Verstärkers 39 an. Der den Widerstand 43 durchfließende Strom kann somit als Verdampferauslaß-lsttemperatursignal
bezeichnet werden. Da am Eingang des Verstärkers 39 zwei Signale anliegen, findet
eine Addition dieser Signale am Eingang statt. Wenn der Fahrzeuginnenraum kalter als die Solltemperatur oder
die Verdampferauslaßtemperatur kälter als der Sollwert wird, ergibt sich die gleiche Wirkung für den Verstärker
39.
Ein Spannungsteiler mit den Widersländen 44 und 45 erzeugt eine Bezugsspannung am Knotenpunkt dieser
Widerstände, die durch einen Reihenwiderstand 46 in einen Eingangsstrom für den positiven Eingang des
Verstärkers 39 umgesetzt wird. Das Stromsignal dient als Bezugssignal, dessen Amplitude die Mindesttemperatur
des Kältemittels am Verdampferauslaß darstellt. Im Ausführungsbeispiel liegt der Pegel des Bezugssignals
so, daß die Kältemitteltemperatur am Verdampferauslaß während des Normalbetriebs der Klimaanlage
nicnt unter den durch die gestrichelte Linie 26 der F i g. 2 angezeigten Mindestwert abfallen kann.
Der Verstärker 39 arbeitet hauptsächlich als Differentialverstärker,
dessen Frequenzgang durch einen Rückführungswiderstand 47 bestimmt wird. Mit Ausnahme
des Zustandes, in welchem die Regeleinrichtung auf dem durch die gestrichelte Linie 26 angegebenen Mindestwert
arbeitet, ändert sich die Verstärkerausgangsspannung, die stets eine positive Spannung zwischen 0 und
+10 V ist und Fehlerspannungssignal heißt, (in positiver Richtung) über und (in negativer Richtung) unter einem
Bezugssignal in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Eingangsströmen. Somit ändert sich das
Fehlerspannungssignal als Funktion der Differenz zwischen der Arbeitspunkttemperatur, der Verdampfer-Istauslaßtemperatur
und der Verdampferauslaß-Mindesttemperatur. Der Bezugspegel des Fehlersignals am
Ausgang des Verstärkers 39 ändert sich mit der Solltemperatur, so daß jedesmal ein neuer Sollwert auf
der Abszisse der Fig.2 gewählt wird, wenn das Fehlersignal auf einem neuen Bezugspegel eingeschwungen
ist
Arbeitet die Regeleinrichtung auf dem durch die gestrichelte Linie 26 angezeigten Mindestwert, dann ist
die Charakteristik der Eingangssignale für den Verstär-
ker 39 so, daß der Bezugspegel seine Maximalamplitude hat, und das Fehlersignal auf diese Amplitude begrenzt
bleibt. Wenn andererseits die Regeleinrichtung auf einem Arbeitspunkt rechts von der gestrichelten Linie
26 arbeitet, kann das Fehlersignal über und unter dem Bezugspegel schwanken.
Unter stationären Bedingungen sind die Eingangsströme des Verstärkers 39 konstant und stehen in einem
festen Verhältnis, um das Fehlersignal auf dem erforderlichen Bezugspegel zu halten. Wenn sich der am
negativen Eingang des Verstärkers 39 anliegende Strom verstärkt, fällt das Fehlersignal unter seinen Bezugspegel
ab. Wenn andererseits der Eingangsstrom am negativen Eingang abnimmt, übersteigt die Ausgangsspannung
des Verstärkers 39 den Bezugspegel.
Zwei in Reihe geschaltete Widerstände 48 und 49 setzen das Fehlerspannungssignal in ein Fehlerstromsignal
um, das am negativen Eingang eines Verstärkers 51 anliegt, der, mit einem gepolten Kondensator 52
bestückt, als Integrationsglied dient. Der Strom wird dem positiven Eingang über Widerstände 53,54,55 und
56 eingespeist, um den Vorspannungspegel für den Verstärker 51 aufzubauen. Die Ausgangsspannung des
Verstärkers 51 schwankt zwischen einem im wesentlichen Nullpotential und V+ ( +10 V im Ausführungsbeispiel)
in Abhängigkeit von der Amplitude des am negativen Eingang liegenden Fehlersignals. Da der
Verstärker 51 ein Integrationsglied ist, ändert sich die Ausgangsspannung des Verstärkers nicht plötzlich,
sondern erhöht sich oder vermindert sich allmählich, wann immer eine Änderung der Größe des Fehlersignals
auftritt.
Ein impulsbreitenmoduliertes Signal wird erzeugt, dessen Wellenform von der Ausgangsspannung des
Verstärkers 51 abhängt. Dieses Signal ist ein Rechtecksignal mit periodisch wiederkehrenden positiven und
dazwischenliegenden negativen Impulsen. Die Frequenz ist konstant, jedoch die relative Breite der positiven und
negativen Impulse ändert sich in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Verstärkers 51. Wenn sich die
Dauer der positiven Impulse erhöht, verringert sich die Dauer der negativen Impulse proportional und umgekehrt.
Das Taktverhältnis des Signals ist das Verhältnis der Dauer eines positiven Impulses zur Dauer einer
vollständigen Periode. Das Taktverhältnis des impulsbreitenmodulierten Signals ist gleich dem Arbeitstakt
der Magnetspule 21.
Das impulsbreitenmodulierte Signal steht am Ausgang eines Verstärkers 57 an, der als Vergleichsschaltung
dient. Die Verstärker 58 und 59 bilden mit ihren zugehörigen Schaltbausteinen einen Dreiecksspannungsgenerator
oder Oszillator zur Abgabe eines dreieckigen Stro»nsignals bei einem Serienwiderstand
61 den negativen Eingang des Verstärkers 57. Die Frequenz des Signals liegt vorzugsweise bei einem
Hertz. Außerdem wird ein Ausgangsspannungssignal am Verstärker 51 über einen Widerstand 62 als
Stromsignal dem negativen Eingang angelegt Die Summierung der beiden Stromsignale folgt am negativen
Eingang. Das heißt, daß die Dreieckswelle im wesentlichen dem Ausgangssignal des Verstärkers 51
überlagert wird. Am positiven Eingang des Verstärkers
57 steht ein festes Bezugssignal an. Der in den negativen
Eingang gelangende Netzstrom schwankt abwechselnd (bei der Frequenz der Dreieckswelle) über und unter
den Pegel des am positiven Eingang anliegenden Bezugsstromes. Wenn immer der Eingangsstrom am
negativen Eingang unter den Eingangsstrom am positiven Eingang abfällt, schaltet die Ausgangsspannung
des Verstärkers 57 plötzlich von Masse oder Null auf V+ oder +10 V um, wo sie bleibt, bis der Strom am
negativen Eingang größer als der Bezugsstrom am positiven Eingang wird. Jetzt schaltet die Ausgangsspannung
von ihrem hohen Pegel zurück zu ihrem niedrigen Pegel oder auf Null. Je größer der
Ausgangsstrom des Verstärkers 51 ist, umso größer sind die Zeitspannen, in welchen die Ausgangsspannung des
ίο Verstärkers 57 bei Nullpotential ansteht, und umso
geringer sind die Zeitspannen, in welchen die Ausgangsspannung auf ihrem hohen Pegel liegt. Auf diese Weise
entsteht am Ausgang des Verstärkers 57 ein impulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal mit einer Amplitude von
10 V„, deren relative Breiten der abwechselnden positiven und negativen Impulse unter Steuerung des
Verstärkers 51 moduliert werden.
Das impulsbreitenmodulierte Signal steuert eine Solenoidtreiberstufe mit den Transistoren 64 und 65
:o sowie ihren zugeordneten Schaltelementen an, um dieses Signal an die Magnetspule 21 anzulegen. Die
+ 12V an der rechten Klemme der Spule 21 werden vom Spannungsregler des Fahrzeugs abgegriffen. Wenn
während der positiven Impulse die Ausgangsspannung des Verstärkers 57 hochpegelig ist, steuern die
Transistoren 64 und 65 durch, wobei die linke Klemme der Spule 21 im wesentlichen an Masse liegt und damit
volle 12 V an der Spule anstehen. Während der dazwischenliegenden negativen Impulse, wenn die
Ausgangsspannung des Verstärkers 57 niederpegelig oder auf Nullpegel ist, sperren die Transistoren 64 und
65. und die Spule 21 ist abgeschaltet. Da die Spule 21 nur durch positive Impulse beaufschlagt wird, ist der
Arbeitstakt der Spule 21 gleich dem Tastverhältnis des impulsbreitenmodulierten Signals, welches auch den
Arbeitstakt der Spule bestimmt. Je größer der Arbeitstakt ist, umso geringer ist die durch das Ventil 13
gegebene Drosselung und umso größer ist der Kältemitteldurchsatz im Kältemittelkreis. Da die lntervalldauer
bei hochpegeligem Ausgangssignal des Verstärkers 57 umgekehrt proportional zum Ausgangssignal
des Verstärkers 51 ist, ändern sich der Arbeitstakt und daher der Kältemitteldurchsatz ebenso umgekehrt
zum Ausgangssignal des Verstärkers 51.
Unter Normalbedingungen verhindert der Eingangsstrom am positiven Eingang des Verstärkers 39, daß das
Kältemittel am Verdampfungsauslaß unter den Mindestwert abfällt der durch die gestrichelte Linie 26 der
Fig.2 dargestellt ist Da der Verdichter einer
so Kraftfahrzeug-Klimaanlage meist vom Fahrzeugmotor
angetrieben wird, erhöht sich der Kältemitteldurchsatz, und die Temperatur am Verdampferauslaß kann unter
den Mindestwert während des hochtourigen Betriebes abfallen, beispielsweise während des Herunterschaltens,
wo- sich die Motordrehzahl schnell erhöht Um zu verhindern, daß die Temperatur so weit abfällt daß
flüssiges Kältemittel in den Verdichter gelangt ist eine Schutzschaltung vorgesehen. Insbesondere ist der nicht
invertierende oder positive Eingang eines als Vergleichsschaltung arbeitenden Verstärkers 67 über einen
Serienwiderstand 68 so geschaltet, daß an ihm das
Signal für die Verdampferauslaßtemperatur anliegt Die Widerstände 71, 72 und 73 geben an den negativen
Eingang ein Bezugsstromsigna] ab, welches einen absoluten Minimalpegel darstellt, der für das Kältemittel
am Verdampferauslaß zulässig ist Diese Temperatur liegt natürlich unter dem Mindestwert und daher links
von der gestrichelten Linie 26 der Fig.2, doch ist sie
noch immer genügend hoch, um das gesamte den Verdampfer durchströmende flüssige Kältemittel zu
verdampfen.
Unter Normalbedingungen ist der am positiven Eingang des Verstärkers 67 anstehende Strom kleiner
als der Bezugsstrom am negativen Eingang, und die Ausgangsspannung des Verstärkers liegt im wesentlichen
auf Null oder Massepotential. Wenn die Verdampferauslaßtemperatur auf den absoluten Minimalpegel
abfällt, ist der Strom am positiven Eingang größer als der am negativen, und die Ausgangsspannung des
Verstärkers 67 schaltet plötzlich von Null und V+ oder + 10V um. Diese Ausgangsspannung gelangt über
Widerstände 74 und 75 an die Basen der Transistoren 76 und 77. Die Widerstände 78, 79 und 81 setzen die
Ausgangsspannung in einen Ausgangsstrom für den positiven Eingang des Verstärkers 51 um. Wenn die
Ausgangsspannung des Verstärkers 67 V+ ist, steuern die Transistoren 76 und 77 durch und legen damit den
Knotenpunkt der Widerstände 55 und 56 sowie 48 und 49 an Masse. Gleichzeitig wird Strom dem positiven
Eingang des Verstärkers 51 mit einer Amplitude zugeführt, die genügt, um die Ausgangsspannung des
Verstärkers aufwärts oder positiv auf V+ zu integrieren, wo sie abflacht.
Für die Beschreibung der Arbeitsweise der Kühlanlage sei angenommen, daß beim ersten Anschalten der
Kühlanlage die im zu klimatisierenden Fahrzeugraum herrschende Isttemperatur wesentlich höher ist als die
durch Thermostateinstellung, nämlich die Einstellung des Potentiometers 34, angestrebte Solltemperatur.
Jetzt ist der am negativen Eingang des Verstärkers 32 fließende Strom erheblich größer als der am positiven
Eingang anstehende, wodurch die Ausgangsspannung des Verstärkers im wesentlichen auf 0 V bleibt. Da beim
Start die Kältemitteltemperatur am Verdampferauslaß verhältnismäßig hoch ist, ist auch die Spannung am
Knotenpunkt des Temperaturfühlers 41 und des Widerstandes 42 verhältnismäßig niedrig. Somit ist auch
die Amplitude des Arbeitspunktsignals (das über den Widerstand 38 fließt) als auch des Verdampferauslaß-Temperatursignals
(das über den Widerstand 43 fließt) niedrig und erheblich kleiner als das Bezugssignal (das
die Mindesttemperatur am Vtrdampferauslaß darstellt), der am positiven Eingang des Verstärkers 39 ansteht.
Daher erhält das am Ausgang des Verstärkers 39 erzeugte Fehlerspannungssignal seinen Maximalpegel
und bewirkt, daß das am negativen Eingang des Verstärkers 51 anliegende Fehlerstromsignal erheblich
größer ist als der am positiven Eingang fließende Strom. Jetzt sperren natürlich die Transistoren 76 und 77, da die
Ausgangsspannung des Verstärkers 67 Null ist Die Ausgangsspannung des Verstärkers 51 bleibt somit auf
Nullpotential, woraus folgt, daß das am Ausgang des Verstärkers 57 entwickelte impulsbreitenmodulierte
Signal sein maximales Tastverhältnis aufweist, das seinerseits den Durchsatz des geschlossenen Kältemittelkreises
maximiert Der hohe Kältemitteldurchsatz bewirkt einen Abfall der Verdampferauslaßtemperatur
bis auf den Mindestwert, wie durch die gestrichelte Linie 26 gezeigt Wenn dies auftritt, stellt sich der am
negativen Eingang des Verstärkers 39 anstehende Strom automatisch so ein, daß die Verdampferauslaßtemperatur
auf dem Mindestwert bleibt Wenn diese Temperatur kleiner wird als der Mindestwert, erhöht
sich der Eingangsstrom am negativen Eingang und bewirkt einen Abfall des Fehlersignals sowie eine
Herabsetzung des Tastverhältnisses, derart, daß die Verdampferauslaßtemperatur wieder auf den Mindestwert
angehoben wird.
Die Kühlanlage arbeitet weiter mit dem durch die gestrichelte Linie 26 angezeigten Mindestwert, und die
Kälte gelangt an die an den klimatisierten Raum abgegebene Luft, bis dieser Raum auf die eingestellte
Solltemperatur abgekühlt ist. Diese Abkühlungszeit wird manchmal »Kaltstartperiode« genannt. Wenn
dann schließlich die Sollraumtemperatur erreicht ist, sind die beiden Eingangsströme des Verstärkers 32
gleich, wobei die Ausgangsspannung in diesem Moment Null ist. Da jedoch der klimatisierte Raum dann etwas
kalter wird, ist der am positiven Eingang des Verstärkers 32 anstehende Strom größer als der am
negativen Eingang fließende, und die Ausgangsspannung integriert aufwärts, wodurch sich auch der über
den Widerstand 38 zum negativen Eingang des Verstärkers 39 fließende Strom verstärkt. Das Fehlerspannungssignal
am Ausgang des Verstärkers 39 fällt daher auf einen neuen Bezugspegel ab und bewirkt, daß
sich das Tastverhältnis verkleinert und auch der Kältemitteldurchsatz verringert, so daß der klimatisierte
Raum n'cht kälter wird als der Sollwert. Jetzt ist ein stationärer Zustand erreicht. Die
2> Ausgangsspannung des Verstärkers 32 wurde von Null
an aufwärts auf einen konstanten positiven Pegel integriert, wo sie solange bleibt, wie die Raum-Isttemperatur
der Raumsolltemperatur gleicht. Da jetzt der Kältemitteldurchsatz geringer ist als der während der
»Kaltstartperiode« herrschende Durchsatz, steigt die Verdampferauslaßtemperatur an, und der Arbeitspunkt
verschiebt sich auf der Abszisse in F i g. 2 nach rechts. Für Erläuterungszwecke sei angenommen, daß die neue
Arbeitspunkttemperatur mit der durch die gestrichelte Linie 84 angezeigten Temperatur identisch ist. Die
Ausgangsspannung des Verstärkers 32 stellt somit die Arbeitspunkttemperatur dar, die auf die Mindesttemperatur
am Verdampferauslaß bezogen ist, da die Verdampferauslaßtemperatur eine Funktion der Amplitude
der am Verstärker 32 anliegenden Ausgangsspannung ist. Somit kann das Ausgangssignal des Verstärkers
32 als Arbeitspunklsignal bezeichnet werden.
Der neue Arbeitspunkt (gestrichelte Linie 84) stellt sich nach dem Wärmebedarf an, und die Regeleinrichtung
stabilisiert sich um diesen Arbeitspunkt, um automatisch den klimatisierten Raum auf der Solltemperatur
zu halten, während gleichzeitig der Kältemitteldurchsatz nur so hoch wie unbedingt erforderlich
gehalten wird. Daher wird Energie gespart und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs so gering wie
möglich gehalten, was dem Betrieb der Kühlanlage zuzuschreiben ist Solange die Wärmebelastung konstant
ist und das Thermostat auf der gleichen Einstellung verbleibt bleibt die Ausgangsspannung des Verstärkers
32 konstant und das Fehlersignal auf demselben Bezugspegel. Wenn ein Faktor diesen stationären
Zustand zu stören oder aus dem Gleichgewicht zu bringen droht stellt sich die Regeleinrichtung von selbst
so ein, daß dieser Zustand aufrechterhalten bleibt Ergibt sich nun eine Erhöhung der Wärmebelastung
(angenommen, die Außentemperatur steigt an) und der Raum wird wärmer als gewünscht, so fällt die
Ausgangsspannung des Verstärkers 32 langsam ab (d. h. sie integriert abwärts), und das Fehlersignal am
Ausgang des Verstärkers 39 steigt auf einen neuen Bezugspegel an, wodurch das Tastverhältnis und damit
auch der Durchsatz des Kältemittels vergrößert werden. Dies verringert die Verdampferauslaßtemperatur, um
den klimatisierten Raum auf die Solltemperatur zurückzuführen. Der Arbeitspunkt stellt sich nun links
von der gestrichelten Linie 84 ein, und die positive Ausgangsspannung des Verstärkers 32 flacht bei einer
neuen Amplitude ab, um die Verdampferauslaßtemperatur auf dem erforderlichen Wert zu halten. Natürlich
würde dieselbe Folge ablaufen, wenn der Fahrer den Thermostaten niedriger einstellt.
Wenn andererseits sich die Hitzebelastung verringert oder der Fahrer die Thermostateinstellung erhöht,
integriert das Ausgangssignal des Verstärkers 32 aufwärts auf einem neuen Amplitudenpegel, und der
Kältemitteldurchsatz verringert sich, um die Verdampferauslaßtemperatur zu erhöhen, wodurch sich der
Arbeitspunkt nach rechts verschiebt, um weniger Kälte an den klimatisierten Raum abzugeben, wodurch der
Raum wieder auf Solltemperatur verbleibt
Wenn die Thermostateinstellung im stationären Zustand nicht geändert wird und die Wärmebelastung
konstant bleibt, wobei auch das durch den Verstärker 32 erzeugte Arbeitspunktsignal konstant bleibt, bleibt auch
die Verdampferauslaßtemperatur fest auf dem Arbeitspunkt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Kältemitteldurchsatz
so geregelt wird, daß der Arbeitspunkt stets fest bleibt, wenn die vom Verstärker 32 eingehenden
Daten konstant bleiben. Wenn beispielsweise die Verdampferauslaßtemperatur anzusteigen bestrebt ist,
nimmt der über den Widerstand 43 zum negativen Eingang des Verstärkers 39 fließende Strom ab, und das
Ausgangssignal dieses Verstärkers erhöht sich, um den Kältemittelstrom zu verstärken und die Verdampferauslaßtemperatur
auf dem Arbeitspunkt zu halten. Auch wenn die Verdampferauslaßtemperatur zu niedrig
werden sollte, fällt das Ausgangssignal des Verstärkers 39 ab, um den Strömungsmittelfluß zu verringern, so daß
die Verdampferauslaßtemperatur auf dem Pegel des Arbeitspunktes bleibt. Wenn somit die durch den
Verdampfer zu erfüllenden Wärmebelastungsforderungen im wesentlichen konstant sind, hält die Regeleinrichtung
automatisch sowohl die Verdampferauslaßtemperatur als auch die Raumtemperatur auf konstanten
Sollpegeln, wobei der Kältemitteldurchsatz nur so hoch als nötig ist, um diese konstanten Temperaturen
beizubehalten.
Da natürlich der Kompressor 10 meist vom FahrzeugnKHor gedreht wird, ist die Tourenzahl des
Kompressors eine Funktion der Motorendrehzahl, und der Kühlmitteldurchsatz ändert sich mit den Drehzahländerungen
des Motors. Die Regeleinrichtung kompensiert jedoch automatisch jede Drehzahländerung. Wenn
beispielsweise der Kältemittelstrom bestrebt ist, sich zu
vermehren, fällt die Verdampferauslaßtemperatur ab, und dies verringert das Fehlersignal am Ausgang des
Verstärkers 39, mit dem Ergebnis, daß das Tastverhältnis sich um die Größe vermindert, die erforderlich ist,
den Durchsatz auf einen Pegel herabzusetzen, bei welchem die Raumtemperatur auf dem Sollwert
gehalten wird. Umgekehrt wird das Magnetventil 13 automatisch bei einer Verringerung der Motorendrehzahl
so gesteuert, daß sich der Kältemittelstrom soweit erhöht, daß die Raum-Solltemperatur aufrechterhalten
werden kann.
Unter normalen Bedingungen, beispielsweise bei
einer plötzlichen Erhöhung der Motorendrehzahl wie bei einem Herunterschalten des Motors, verhindert die
Schutzschaltung, daß sich der Kältemittelstrom so weit vermehrt, daß Naßdampf in die Ansaugleitung des
Kompressors eindringen kann. Wenn der Kompressor so schnell angerieben wird, daß die Verdampferauslaßtemperatur
auf den zulässigen absoluten Minimalpegel abfällt (der sich links von der gestrichelten Linie 26
befindet), übersteigt der Eingangsstrom am positiven Eingang des Verstärkers 67 den am negativen Eingang
anliegenden Strom mit dem Ergebnis, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 67 plötzlich von 0 V
auf V+ oder +10 V springt. Die Transistoren 76 und 77 steuern sofort durch und schließen die Knotenpunkte
der Widerstände 55 und 56 sowie 48 und 49 an Masse (wodurch das Fehlersignal unterdrückt und unwirksam
gemacht wird), während gleichzeitig Strom an den positiven Eingang des Verstärkers 51 gelangt, um die
Ausgangsspannung aufwärts zu integrieren und das Tastverhältnis zu verringern. Der Durchsatz des
Kältemittels wird so erheblich verringert, so daß kein unverdampftes Kältemittel die Ansaugleitung erreicht.
Wenn die Verdampferauslaßtemperatur den absoluten Minimalwert übersteigt, kehrt der Verstärker 67 auf
seinen Normalzustand zurück (in welchem seine Ausgangsspannung Null ist), und der Normalbetrieb
■t5 wird wieder aufgenommen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Kühlanlage mit einem geschlossenen Kältemittelkreis, in dem ein Verdampfer, ein Kompressor, ein
Kondensator und eine Expansionseinrichtung in Reihe geschaltet sind, mit einer Einrichtung, welche
ein Raumtemperatur-Istsigna] für die Isttemperatur des zu klimatisierenden Raumes erzeugt, mit einer
Einrichtung, welche ein Verdampferauslaß-Isttemperatursignal für die Isttemperatur des Kältemittels
am Verdampferauslaß erzeugt, mit einer Einrichtung, die ein Raumtemperatur-Sollsignal für die
Solltemperatur des zu klimatisierenden Raumes erzeugt, und mit einer Regeleinrichtung, welche auf
die genannten Signale anspricht und durch Einwirkung auf die Expansionseinrichtung den Kältemitteldurchsatz durch den Verdampfer beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß
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