DE3607854C2 - - Google Patents
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit Benzinkühlung an
einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, daß bei höheren Temperaturen in den Benzin
leitungen eines Kraftfahrzeugs ein Dampfblasensieden auftreten
kann, wodurch der Benzintransport unterbunden wird und die
Brennkraftmaschine des Fahrzeugs nicht mehr läuft.
Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen wird die Temperaturgrenze
für ein Dampfblasensieden normalerweise nicht erreicht, insbe
sondere in Regionen mit einem gemäßigten Klima. Die Benzinlei
tungen werden einerseits durch den Fahrtwind gekühlt und
andererseits erfolgt eine weitgehend ungestörte Wärmeabstrah
lung aus dem Motorbereich, da herkömmliche Fahrzeuge zum Boden
hin im Motorbereich offen sind.
Bei modernen, aerodynamisch geformten Fahrzeugen werden da
gegen möglichst glatte und geschlossene Außenkonturen ge
schaffen, wodurch ein Lufteintritt und eine Luftkühlung im
Motorbereich stark reduziert werden. Weiter wird angestrebt,
den Bodenbereich unter dem Motor möglichst glatt zu gestal
ten und zu schließen, was die Aerodynamik verbessert und zu
einer Lärmverminderung führt. Dadurch wird die Wärmeabstrah
lung aus dem Motorbereich verringert, was zu insgesamt
höheren Temperaturen in diesem Bereich führt. Die vorstehen
den Maßnahmen tragen dazu bei, daß die Temperatur des Ben
zins in den Benzinleitungen insgesamt höher liegen kann
oder zumindest in einzelnen Leitungsbereichen Temperaturen
über der Grenztemperatur für Dampfblasensieden auftreten
können.
Fahrzeuge, die mit Klimaanlagen ausgerüstet sind, werden
oft in Regionen mit allgemein höheren Temperaturen gefah
ren, wo die Gefahr eines Dampfblasensiedens und damit einer
Betriebsstörung besonders hoch liegt. Es ist bekannt, sol
che Fahrzeuge mit einer Einrichtung zur Benzinkühlung aus
zurüsten. Dazu ist dem Verdampfer der Klimaanlage ein Wär
metauscher nachgeschaltet, durch den einerseits das Kälte
mittel und andererseits die Benzinleitung geführt ist.
Eine solche Hintereinanderschaltung, bei der der Benzin
kühler nach dem Verdampfer in der Kältemittelleitung liegt,
hat den Nachteil, daß die Kälteleistung der Klimaanlage re
duziert wird, da der Saugdruck im Verdampfer und damit die
Verdampfungstemperatur steigt und weiterhin durch den zu
sätzlichen Strömungswiderstand des Wärmetauschers der Käl
temittelstrom reduziert wird. Weiter wird der Kompressor um
ca. 20°K gegenüber dem Normalbetrieb überhitzt, was die
Lebensdauer reduziert und die Gefahr erhöht, daß der Kom
pressor frißt.
Weiter wird insgesamt die Motorkühlung nachteilig beein
flußt, da die vom Wärmetauscher aufgenommene Leistung und
die zusätzlich erforderliche mechanische Leistung des Kom
pressors am Kondensator, der vor dem Kühler liegt, abgege
ben werden muß.
Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß bei einem Volumen
strom des Kältemittels, der im wesentlichen durch die er
forderliche Kühlleistung zur Klimatisierung des Fahrzeug
innenraums bestimmt ist, dieser immer durch den Wärmetau
scher strömt und dort gekühlt wird, ob es notwendig oder
nicht ist. Bei einer Klimaanlage sind zur Abkühlung eines
in der Sonne aufgeheizten Fahrzeugs aber gerade in den ersten
ca. 15 Minuten besonders hohe Kühlleistungen am Verdampfer er
forderlich, während in dieser Phase das zu kühlende Fluid, wie
Benzin oder Öl, etc. noch relativ kühl ist. Die bekannte An
ordnung verschlechtert somit gerade den Wirkungsgrad der
Klimaanlage bei der für den Fahrgastraum wichtigen instationä
ren Abkühlung.
Es ist weiter eine Klimaeinrichtung für Fahrzeuge bekannt
(DE-OS 26 55 022), mit einem Kühlbehälter zur Kühlung von
Proviant. Der Kühlbehälter enthält einen Kühlmittelverdampfer,
der im Kühlmittelkreislauf in einer parallel verlaufenden Lei
tung zum Hauptverdampfer liegt. In dieser Parallelleitung sind
thermostatgesteuerte Ventile zur Regulierung des Kältemittel
durchflusses angebracht. Die Kühlung von Proviant ist in einem
ähnlichen Zeitverlauf, wie die Kühlung des Fahrgastraumes, zu
sehen, d. h. daß beim Antritt der Fahrt sowohl der Proviant-
Kühlbehälter als auch der Fahrgastraum entsprechend der Außen
temperatur aufgeheizt sind und abgekühlt werden sollen, wobei
der Proviant-Kühlbehälter auf relativ niedrige Temperaturen
abzukühlen ist. Bei der Benzinkühlung, die der vorliegenden
Erfindung zugrundeliegt, liegen die Anforderungen und Probleme
gerade umgekehrt, wie weiter oben bereits ausgeführt. Wenn der
aufgeheizte Fahrgastraum bei Fahrtbeginn mit besonders hoher
Kühlleistung abgekühlt werden soll, ist eine Kühlung des Ben
zins in der Regel nocht nicht erforderlich, so daß der Kühllei
stungsbedarf für die Fahrgastraumkühlung und Benzinkühlung
gegenläufig erforderlich ist. Gegenüber der sehr niederen
Temperatur für eine Proviantkühlung liegt die "Kühltemperatur"
für Benzin entsprechend dem relativ hohen Siedepunkt ver
gleichsweise sehr hoch. Aufgrund der geschilderten unter
schiedlichen Anforderungen und Aufgabenstellung der Proviant-
und einer Benzinkühlung sind deren Anordnungen nicht nahelie
gend übertragbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Klimaanlage
mit Benzinkühlung an einem Kraftfahrzeug so weiterzubilden,
daß die für die Benzinkühlung und Fahrgastraumkühlung erfor
derliche Kühlleistung voneinander entkoppelt dem Verdampfer
bzw. dem Benzinkühler zugeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An
spruchs 1 gelöst.
Nach Anspruch 1 wird der Benzinkühler parallel zum Verdampfer
betrieben und durch ein Regelventil an der Kältemittelein
gangsleitung des Wärmetauschers der Kältemittelfluß in Abhän
gigkeit der Benzinausgangstemperatur geregelt.
Dies führt zum einen vorteilhaft dazu, daß der Strömungswider
stand für das Kältemittel reduziert wird und dadurch die Über
hitzung am Kompressor ebenfalls verringert wird.
Solange das zu kühlende Benzin, z. B. bei Fahrtbeginn, kühl
genug ist, steht der Klimaanlage die volle Kühlleistung zur
Abkühlung des Fahrzeuginnenraums zur Verfügung, was insbeson
dere für eine schnelle Abkühlung eines in der Sonne geparkten
und aufgeheizten Fahrzeugs wesentlich ist. Wenn dann nach
einiger Zeit zur Kühlung des Fahrgastraums weniger Kühllei
stung benötigt wird, hat sich das zu kühlende Benzin in der
Zwischenzeit bis zu einem bestimmten kritischen Grenzwert er
wärmt. Dann wird über einen Temperaturfühler in der Benzinaus
gangsleitung das Regelventil stetig nach einer bestimmten vor
gebbaren Kennlinie geöffnet, so daß auch zur Benzinkühlung
Kühlleistung zur Verfügung steht.
Bei Klimaanlagen mit einer bekannten Saugdruckregelung kann
der Bypasskreis zur Benzinkühlung mit voller Leistung ohne zu
sätzliche Schaltungen oder Hilfsmittel jederzeit betrieben
werden. Bei Klimaanlagen mit einer bekannten Zweipunktrege
lung, bei der der Kompressor ein- und ausgeschaltet wird, kann
dies durch die mit Anspruch 3 beanspruchte Zusatzschaltung
erreicht werden.
Anstelle von Benzin kann auch, wenn erforderlich, ein anderes,
strömendes Fluid eines Motorfluid-Kreises, wie z. B. Öl, in
der erfindungsgemäßen Anordnung gekühlt werden.
Die Bypassabzweigung kann sowohl vor als nach dem Expansi
onsventil des Verdampfers vorgesehen sein. Es ist nach An
spruch 2 jedoch zweckmäßig, die Abzweigung vor diese Ventil
zu legen, so daß das Eingangsregelventil für den Wärmetauscher
als zweites Expansionsventil wirkt.
Bei einer bekannten Zweipunktregelung für eine Klimaanlage
wird der Kompressor über einen Fahrgastraum-Thermostaten je
nach erforderlicher Kühlleistung ein- und ausgeschaltet. Für
die Ausschaltzeit würde dann keine Kühlleistung für die Ben
zinkühlung zur Verfügung stehen, da dessen Temperatur vom
Fahrgastinnenraum-Thermostaten nicht erfaßt oder berücksich
tigt wird, so daß die Gefahr eines Dampfblasensiedens bei Ben
zin weiterbesteht. Mit Anspruch 3 wird daher eine zusätzliche
Schaltung vorgeschlagen, bei der ein zweiter Benzinthermostat
verwendet wird, der zum ersten Thermostat elektrisch parallel
liegt und der die Benzintemperatur am Wärmetauscherausgang
mißt. Zusätzlich ist ein schaltbares Absperrventil in der
Kältemitteleingangsleitung zum Verdampfer (nach der Bypassab
zweigung zum Benzinkühler) vorgesehen, das vom Fahrgastraum-
Thermostaten geschaltet wird. Damit wird erreicht, daß der
Kompressor nur dann abgeschaltet wird, wenn Kühlleistung weder
zur Kühlung des Fahrgastraums noch zur Kühlung von Benzin er
forderlich ist. Wenn Kühlleistung nur zur Kühlung von Benzin
erforderlich ist, wird über den Fahrgastraum-Thermostaten nur
das Absperrventil zum Verdampfer geschlossen, während die
Bypassleitung weiter offen ist und der Kompressor weiterar
beitet.
Anhand einer Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vortei
len näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Regelungseinrichtung einer Klimaanlage eines
Kraftfahrzeugs mit Wärmetauscherregelung,
Fig. 2 eine Regelungseinrichtung nach Fig. 1 mit zusätz
licher Schaltung bei einer Zweipunktkompressorrege
lung.
In Fig. 1 ist ein Teil einer Klimaanlage dargestellt, be
stehend aus einem Kompressor 1, einem Verdampfer 2, einem
Expansionsventil 3 und einer Kältemittelleitung 4. Das Ex
pansionsventil 3 kann in bekannter Weise druck- oder tempe
raturgeregelt oder fest eingestellt sein.
Parallel zum Verdampfer 2 liegt ein Benzinkühler 5, durch
den sowohl eine Benzinleitung 6 als auch eine Kältemittel
bypassleitung 7 führen. Am Ausgang der Benzinleitung 6 liegt
ein Temperaturfühler 8, der mit einem Regelventil 9 am Ein
gang der Bypassleitung 7 zum Benzinkühler 5 verbunden ist.
Die Abzweigung 11 der Bypassleitung 7 liegt vor dem Expan
sionsventil 3.
Die dargestellte Anordnung hat folgende Funktion:
Die Kühlleistung am Verdampfer 2 wird für die Klimatisie
rung des Fahrgastraumes zur Verfügung gestellt. Ob eine
Kühlleistung zur Kühlung des Benzins in der Benzinleitung 6
erforderlich ist, wird vom Temperaturfühler 8 erkannt und
entsprechend das Regelventil 9 mehr oder weniger geöffnet,
so daß auch ein Kältemittelstrom durch den Benzinkühler 5
je nach den Kühlerfordernissen erfolgt. Beispielsweise wird
bei einem in der Sonne aufgeheizten Fahrgastraum die Kühl
leistung ganz am Verdampfer 2 anfangs voll zur Verfügung
gestellt, da Benzin in der Benzinleitung 6 noch nicht ge
kühlt werden braucht und das Regelventil 9 abgeregelt ist.
Erst allmählich wird dann Kühlleistung am Benzinkühler 5
durch höhere Benzintemperatur erforderlich, so daß das Re
gelventil 9 öffnet. Dann ist aber bereits der Fahrgastraum
weitgehend schon kühl, so daß ohnehin weniger Kühllei
stung am Verdampfer 2 erforderlich ist.
Fig. 2 zeigt alle Bauteile nach Fig. 1, die mit den glei
chen Bezugszeichen versehen sind. Zusätzlich ist in der
Kältemittelleitung 4 zwischen der Abzweigung 11 und dem Ex
pansionsventil 3 ein magnetisch betätigbares Absperrventil
12 angeordnet und über eine elektrische Leitung 13 betätig
bar. Das Absperrventil 12 ist geschlossen, wenn die Leitung
13 stromlos ist.
Durch eine elektrische Leitung 14 ist der Stromkreis zum
Kompressor 1 schematisch dargestellt. In diesem Stromkreis
14 liegen als Schalter zwei Thermostate 15 und 16, wobei
der Thermostat 15 ein Fahrgastraum-Thermostat ist, der un
terhalb einer bestimmten Fahrgastraumtemperatur seinen
Schalter 17 öffnet und der Thermostat 16 ein Benzintempera
tur-Thermostat ist, dessen Schalter 18 unterhalb einer ein
gestellten Benzintemperatur öffnet. Der Benzintemperatur-
Thermostat 16 liegt dabei mit seinem Fühler im Ausgang des
Benzinkühlers 15, so daß als Temperaturfühler auch der Füh
ler 8 verwendet werden könnte.
Die aus dem Absperrventil 12 und den Thermostaten 15, 16
bestehende Zusatzschaltung hat folgende Funktion:
Der Kompressor 1 wird dadurch in einer Zweipunktschaltung
betrieben, in der Weise, daß bei genügend kühlem Fahrgast
raum und genügend kühlem Benzin beide Schalter 17 und 18
offen sind, wodurch der Kompressor 1 ausgeschaltet wird.
Wird nur am Verdampfer 2 Kühlleistung benötigt, d. h. der
Fahrgastraum hat sich zu stark erwärmt, so schließt der
Schalter 17, wodurch der Kompressor 1 anläuft und das Ab
sperrventil 12 zur Freigabe der Kältemittelleistung 4
öffnet. Wenn zusätzlich der Benzintemperatur-Thermostat 16
schaltet und der Schalter 18 geschlossen ist, so hat dies
auf die Regelung des Kompressors 1 wegen der Parallelschal
tung keinen Einfluß mehr.
Ist dagegen der Fahrgastraum genügend abgekühlt, so öffnet
der Schalter 17, wodurch die Leitung 13 stromlos wird und
das Absperrventil 12 schließt. Zur Vermeidung von Rückströ
men ist eine Diode 19 vorgesehen. Wenn nun weiter Kühllei
stung für die Benzinkühlung erforderlich ist, bleibt der
Schalter 18 geschlossen und der Kompressor 1 wird weiter
mit Spannung versorgt. Erst wenn auch dort keine Kühllei
stung mehr erforderlich ist, wird der Kompressor 1 abge
schaltet.
Zusammenfassend wird festgestellt, daß mit dem Anmeldungs
gegenstand eine Regelungseinrichtung einer Klimaanlage ei
nes Kraftfahrzeugs mit einem zusätzlichen Wärmetauscher zur
Verfügung gestellt wird, mit der eine Klimaanlage insgesamt
wirkungsvoller betrieben werden kann.
Claims (3)
1. Klimaanlage mit Benzinkühlung an einem Kraftfahrzeug,
mit einem Verdampfer mit vorgeschaltetem Expansionsventil und nachgeschaltetem Kompressor und
mit einem zusätzlichen Wärmetauscher als Benzinkühler im Kältemittelstrom,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Benzinkühler (5) in einer parallelen Bypassleitung (7) zum Verdampfer (2) liegt,
daß in der Kältemittel-Eingangsleitung des Benzinkühlers (5) ein Regelventil (9) liegt, und
daß in der Ausgangsleitung des Benzinkühlers (5) ein Tem peraturfühler (8) liegt, der mit dem Regelventil (9) ver bunden ist und das Regelventil (9) so arbeitet, daß es bei höheren Temperaturen am Temperaturfühler (8) mehr öffnet und bei tieferen Temperaturen mehr schließt bzw. ge schlossen ist.
mit einem Verdampfer mit vorgeschaltetem Expansionsventil und nachgeschaltetem Kompressor und
mit einem zusätzlichen Wärmetauscher als Benzinkühler im Kältemittelstrom,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Benzinkühler (5) in einer parallelen Bypassleitung (7) zum Verdampfer (2) liegt,
daß in der Kältemittel-Eingangsleitung des Benzinkühlers (5) ein Regelventil (9) liegt, und
daß in der Ausgangsleitung des Benzinkühlers (5) ein Tem peraturfühler (8) liegt, der mit dem Regelventil (9) ver bunden ist und das Regelventil (9) so arbeitet, daß es bei höheren Temperaturen am Temperaturfühler (8) mehr öffnet und bei tieferen Temperaturen mehr schließt bzw. ge schlossen ist.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bypassabzweigung (11)
zum Benzinkühler (5) vor dem Expansionsventil (3) des Ver
dampfers (2) liegt.
3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet,
daß der Kompressor (1) von einem im Kompressorstromkreis liegenden Fahrgastraum-Ther mostaten (15) im Zweipunktbetrieb geschaltet wird,
daß in der Kältemittel-Eingangsleitung zum Verdampfer (2) ein schaltbares Absperrventil (12) liegt, das mit dem Fahr gastraum-Thermostaten (15) verbunden ist, so daß unterhalb einer bestimmten eingestellten Temperatur das Absperrventil (12) geschlossen und der Thermostatschalter (17) geöffnet ist, und
daß parallel zum Fahrgastraum-Thermostaten (15) ein weite rer Benzintemperatur-Thermostat (16) elektrisch parallel geschaltet ist, wobei dessen Thermostatschalter (18) unter halb einer bestimmten eingestellten Benzintemperatur öffnet, so daß beide Thermostatschalter (17, 18) des Innenraum- (15) und Benzintemperatur-Thermostaten (16) geöffnet sein müssen, wenn der Stromkreis zum Kompressor abgeschaltet ist.
daß der Kompressor (1) von einem im Kompressorstromkreis liegenden Fahrgastraum-Ther mostaten (15) im Zweipunktbetrieb geschaltet wird,
daß in der Kältemittel-Eingangsleitung zum Verdampfer (2) ein schaltbares Absperrventil (12) liegt, das mit dem Fahr gastraum-Thermostaten (15) verbunden ist, so daß unterhalb einer bestimmten eingestellten Temperatur das Absperrventil (12) geschlossen und der Thermostatschalter (17) geöffnet ist, und
daß parallel zum Fahrgastraum-Thermostaten (15) ein weite rer Benzintemperatur-Thermostat (16) elektrisch parallel geschaltet ist, wobei dessen Thermostatschalter (18) unter halb einer bestimmten eingestellten Benzintemperatur öffnet, so daß beide Thermostatschalter (17, 18) des Innenraum- (15) und Benzintemperatur-Thermostaten (16) geöffnet sein müssen, wenn der Stromkreis zum Kompressor abgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863607854 DE3607854A1 (de) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | Regelungseinrichtung einer klimaanlage eines kraftfahrzeuges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863607854 DE3607854A1 (de) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | Regelungseinrichtung einer klimaanlage eines kraftfahrzeuges |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3607854A1 DE3607854A1 (de) | 1987-10-01 |
DE3607854C2 true DE3607854C2 (de) | 1988-06-30 |
Family
ID=6295938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863607854 Granted DE3607854A1 (de) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | Regelungseinrichtung einer klimaanlage eines kraftfahrzeuges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3607854A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102012017965A1 (de) * | 2012-09-12 | 2014-03-13 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Kraftstoffversorgungssystem für den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges |
JP7237755B2 (ja) * | 2018-08-17 | 2023-03-13 | エア・ウォーター株式会社 | 低温流体の圧送ユニット、低温流体の圧送方法、及び低温流体の圧送ユニットを備えた装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4342202A (en) * | 1981-03-25 | 1982-08-03 | Knutson Russell R | Beverage cooling apparatus for connection to auto air conditioner |
-
1986
- 1986-03-10 DE DE19863607854 patent/DE3607854A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3607854A1 (de) | 1987-10-01 |
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