DE3820811A1 - Fahrzeug-klimaanlage - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Fahrzeug-Kli
maanlage, die in ausgewählter Weise von einem Kühlbetrieb
auf einen Heizbetrieb oder umgekehrt umgeschaltet werden
kann, indem ein Kühlmittelkreislauf zwischen einem Kühl- und
Heizkreislauf umgeschaltet wird, und die im Heizbetrieb die
Funktion der Beseitigung von Feuchtigkeit erfüllt.
Sehr viele Fahrzeuge sind mit Klimaanlagen versehen, um die
Temperatur im Fahrzeug auf einem gewünschten Wert zu halten.
Derartige Klimaanlagen sind imstande, die Temperatur der in
den Passagierraum des Fahrzeugs eingeblasenen Luft zu regeln,
indem in ausgewählter Weise der Kühlmittelkreislauf vom Kühl-
auf den Heizkreislauf oder umgekehrt umgeschaltet wird.
Der erwähnte Kühlkreislauf umfaßt einen Kompressor, um ein
gasförmiges Kälte- oder Kühlmittel zu komprimieren, einen
Kondensator, um das komprimierte Kühlmittel, das eine vom
Kompressor erhöhte Temperatur hat, zu kühlen und zu verflüs
sigen, sowie einen Verdampfer, um das verflüssigte Kühlmit
tel zu verdampfen und der in den Passagierraum des Fahrzeugs
geblasenen Luft Wärme zu entziehen. Andererseits umfaßt der
Heizkreislauf Einrichtungen, um das erhitzte Kühlwasser von
der Maschine des Fahrzeugs zum Aufheizen des Kühlmittels zu
nutzen.
Zum Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird
auf die beigefügten Fig. 4-6 Bezug genommen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Bauart einer herkömmlichen Wär
mepumpen-Klimaanlage für ein Fahrzeug.
Gemäß Fig. 4 umfaßt diese Klimaanlage einen Kompressor 1, um
ein gasförmiges Kälte- oder Kühlmittel zu komprimieren, ei
nen Kondensator 4, um das vom Kompressor 1 auf eine erhöhte
Temperatur gebrachte komprimierte Kühlmittel zu kühlen sowie
zu verflüssigen, wozu die Kühlluft des Motors verwendet
wird, und einen Verdampfer 30, der mit einem Kühlmittel-Lei
tungssystem 2 verbunden und imstande ist, das verflüssigte
Kühlmittel zu verdampfen, um von der Umgebung Wärme abzuzie
hen.
Der Kühlkreislauf ist mit Vorratsbehältern 6 a sowie 6 b ver
sehen. Das Kühlmittel-Leitungssystem 2 verläuft vom einen
dieser Vorratsbehälter, nämlich dem Behälter 6 b, zu einer
Schlangenrohrgruppe 7 und von dieser zurück zum Kompres
sor 1. Die Schlangenrohrgruppe 7 ist innerhalb eines Wärme
tauschers 8 angeordnet, der Kühlwasser von einer Maschine 9
durch ein Kühlwasser-Leitungssystem 11 empfängt. Auf diese
Weise wird das Kühlmittel innerhalb der Schlangenrohrgruppe 7
erhitzt. Die oben erwähnten Bauteile bilden einen Heizkreis
lauf.
Im Kühlwasser-Leitungssystem 11 ist ein Beheizungsventil 10
angeordnet, durch das die Zufuhr von erhitztem Motor-Kühl
wasser zur Schlangenrohrgruppe 7 geregelt wird.
Jeder der Kühl- und Heizkreisläufe enthält ein Entspannungs
ventil 5 a bzw. 5 b, durch die die Verdampfung im Verdampfer 30
und auch die Erwärmung im Wärmetauscher 8 geregelt werden.
Elektromagnetventile (EM-Ventile) 12 a-12 f steuern den Um
schaltvorgang vom Kühl- auf den Heizkreislauf oder umgekehrt,
um nach Erfordernis den gewünschten Kühl- oder Heizbetrieb
zu kontrollieren.
Ferner kann der Kühlkreislauf, wenn es gewünscht wird, Rück
schlagventile 18 a-18 c enthalten.
Die Fig. 5 zeigt eines von herkömmlichen Kanalsystemen, das
in einen Luftströmungskanal, der sich von der Klimaanlage
zum Fahrzeug-Passagierraum erstreckt, eingegliedert werden
kann. Das Kanalsystem enthält ein Gebläse 14, einen mit dem
Auslaß des Gebläses 14 verbundenen, vom Gebläse Luft empfan
genden Luftkanal 13 und eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen
17 a-17 e, die mit dem Luftkanal 13 verbunden sind, eine
Luftströmung mit der gewünschten Temperatur empfangen und
zum Passagierraum hin offen sind.
Der in Fig. 4 gezeigte Wärmetauscher 30 ist quer im Luftka
nal 13 angeordnet, um die Temperatur der durch diesen Kanal
strömenden Luft zu regeln.
Des weiteren enthält der Luftkanal 13 eine Heizeinrich
tung 15, d.h. eine Heizschlange oder einen Heizkern, die mit
dem Kühlwasser-Leitungssystem 11 verbunden ist. Ferner um
faßt der Luftkanal 13 mehrere Regelklappen 16 a-16 d, die in
ausgewählter Weise betätigt werden, um den Luftein- und -aus
blasebetrieb durchzuführen.
Eine derartige Anordnung nach dem Stand der Technik kann in
der folgenden Weise betrieben werden:
Wenn die Klimaanlage im Heizbetrieb verwendet werden soll,
werden zuerst die EM-Ventile 12 a, 12 b und 12 c, die in Fig. 4
gezeigt sind, geschlossen, um das erhitzte Kühlwasser von
der Maschine 9 in den Wärmetauscher 8 durch das Kühlwasser-
Leitungssystem 11 umzuwälzen. Das durch die Schlangenrohr
gruppe 7 des Kühlmittel-Leitungssystems 2, die im Wärmetau
scher 8 angeordnet ist, fließende Kühl- oder Kältemittel
wird auf diese Weise durch den Wärmetausch mit dem erhitz
ten Kühlwasser von der Maschine 9 erwärmt.
Die vorstehend beschriebene Klimaanlage kann eine Wärme
pumpen-Heizfunktion erfüllen, wobei das im Wärmetauscher 8
erwärmte Kühlmittel weiter erhitzt werden kann.
lnsbesondere wird das aus dem Wärmetauscher 8 austretende
Kühlmittel durch den Kompressor 1 weiter komprimiert, um die
Temperatur des Kühlmittels anzuheben. Das weiter komprimier
te Kühlmittel wird dann durch das EM-Ventil 12 d dem Ver
dampfer 30 zugeführt, an dem eine sog. Kondensationsfunktion
anstatt der normalen Verdampfung stattfindet, um das eine
erhöhte Temperatur aufweisende Kühlmittel unter Verwendung
von eine niedrige Temperatur aufweisender Luft zu kühlen.
Demzufolge wird die Wärme des Kühlmittels auf die umgebende
Luft übertragen, um das Kühlmittel zu verflüssigen. Bei ei
ner solchen Wärmepumpenfunktion kann die den Verdampfer 30
umgebende Luft erwärmt werden.
Wie die Fig. 5 zeigt, ist der Verdampfer 30 innerhalb des
Luftkanals 13 angeordnet, so daß das dem Verdampfer 30 zuge
führte erhitzte Kühlmittel durch die Luft, die mit Raumtem
peratur durch den Luftkanal 13 strömt, gekühlt wird, um die
Wärme des Kühlmittels auf die Luft zu übertragen. Die Luft
wird auf diese Weise auf einen Temperaturwert erwärmt, der
ausreichend ist, um den Passagierraum zusätzlich zum Ver
dampfer 30 auch durch die Heizschlange 15 zu erwärmen.
Im Heizbetrieb wirkt insofern der Verdampfer 30 als ein Kon
densator, während der Wärmetauscher 8 als Verdampfer dient.
Dadurch wird in dem den Kompressor 1 enthaltenden Kreislauf
eine Wärmepumpenwirkung hervorgerufen, wodurch Wärme vom
Verdampfer 30 auf die eingeführte Luft übertragen werden
kann.
Wenn der Kühlbetrieb durchgeführt werden soll, werden die in
Fig. 4 gezeigten EM-Ventile 12 a, 12 b und 12 c geöffnet, wäh
rend die übrigen EM-Ventile 12 d und 12 e geschlossen werden.
Auf diese Weise wird das Kühlmittel im Leitungssystem 2
durch den Kondensator 4 kondensiert und dann am Verdampfer 30
verdampft. Das verdampfte Kühlmittel wird innerhalb des Kühl
kreislaufs in einer durch gestrichelte Pfeile angegebenen
Richtung umgewälzt, um den normalen Kühlbetrieb durchzufüh
ren.
Es ist selbstverständlich, daß im Kühlbetrieb das Behei
zungsventil 10 im Kühlwasser-Leitungssystem 11, das mit dem
Wärmetauscher 8 in Verbindung steht, geschlossen wird, um
ein Strömen des erhitzten Kühlwassers von der Maschine 9
durch den Wärmetauscher 8 zu verhindern.
Die Fig. 6 zeigt eine weitere Fahrzeug-Klimaanlage nach dem
Stand der Technik, die in der JP-GM-OS Nr. 58 - 64 505 be
schrieben ist. Dieses bekannte System umfaßt einen Kompres
sor 51, einen Kondensator 52, einen Verdampfer 53 und ein
Entspannungsventil 54, wobei all diese Bauteile miteinander
durch ein Kühlmittel-Leitungssystem 55 a verbunden sind, um
einen Kühlkreislauf zu bilden.
Der Kompressor 51 ist mit einem Wärmetauscher 56 durch das
Kühlmittel-Leitungssystem 55 b verbunden. Das Kühl- oder
Kältemittel wird vom Wärmetauscher 56 zum Verdampfer 53
durch ein Kühlmittel-Leitungssystem 55 c zurückgeführt. Auf
diese Weise wird ein Heizkreislauf gebildet. Der Wärmetau
scher 56 nimmt von einer Maschine 57 Wärme auf.
Das System von Fig. 6 enthält des weiteren ein Ventil 58,
um vom Kühl- auf den Heizkreislauf oder umgekehrt umzuschal
ten.
Der Kühlbetrieb kann durch Verbinden des Kompressors 51 mit
dem Kondensator 52 mittels des Umschalt- oder Wegeventils 58
bewerkstelligt werden. Das verflüssigte Kühlmittel wird
durch den Verdampfer 53 verdampft, um die umgebende Luft zu
kühlen.
Andererseits kann der Heizbetrieb durch Verbinden des Kom
pressors 51 mit dem Wärmetauscher 56 mittels des Umschalt
ventils 58 bewerkstelligt werden. Auf diese Weise erhöht das
am Wärmetauscher 56 erhitzte Kühlmittel die Temperatur der
Umgebungsluft am Verdampfer 53.
Bei den beschriebenen Systemen nach dem Stand der Technik
wird jedoch die Luft im Heizbetrieb lediglich erwärmt. Wenn
die erwärmte Luft in den Passagierraum des Fahrzeugs gebla
sen wird, dann ist sie ausreichend feucht, um die Feuchtig
keit im Passagierraum zu erhöhen und damit die Bedingungen
oder gewisse Umstände in diesem Raum zu verschlechtern. Die
erhöhte Feuchtigkeit der eingeblasenen Luft macht auch die
Windschutzscheibe des Fahrzeugs undurchsichtig, so daß die
Sichtverhältnisse und der Sichtbereich für den Fahrer herab
gesetzt werden.
Der Erfindung liegt im Hinblick auf den Stand der Technik
die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeug-Klimaanlage zu schaffen,
bei der Feuchtigkeit aus der in den Passagierraum des Fahr
zeugs im Heizbetrieb eingeführten Luft beseitigt werden kann,
so daß die Luft innerhalb des Passagierraums trockener ist
oder getrocknet werden kann, um ein Beschlagen der Wind
schutzscheibe des Fahrzeugs zu verhindern.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Fahr
zeug-Klimaanlage vor, die einen Hilfs- oder Neben-Verdampfer
zusätzlich zu einem Haupt-Verdampfer, der zur Durchführung
der normalen Klimatisierung dient, aufweist, um Feuchtigkeit
im Heizbetrieb zu beseitigen.
Der Haupt-Verdampfer wird betrieben, um die gewünschte Ver
dampfung durch Empfang des komprimierten Kühlmittels von ei
nem Kompressor durch ein Entspannungsventil wie bei den
herkömmlichen Verdampfern zu erzeugen.
Im einzelnen wird das am Kompressor komprimierte Kühlmittel
durch einen Kondensator verflüssigt und dann durch ein Kühl
mittel-Leitungssystem in den Haupt-Verdampfer geführt, in
dem das Kühlmittel zur Durchführung des Kühlbetriebs ver
dampft wird.
Gemäß der Erfindung ist der Haupt-Verdampfer unmittelbar mit
dem Kompressor zur Durchführung des Kühlbetriebs verbunden.
Andererseits ist das Kühlmittel-Leitungssystem mit einem
Wärmetauscher verbunden, um das Kühlmittel unter Ausnutzung
der Wärme der Maschine zu erhitzen. Der Wärmetauscher wird
zur Durchführung des Heizbetriebs verwendet.
Auf diese Weise kann die Klimaanlage oder das Klimatisie
rungssystem vom Kühlbetrieb auf den Heizbetrieb oder umge
kehrt durch Auswahl von einem der Kühl- und Heizkreisläufe
umgeschaltet werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß der
Hilfs-Verdampfer zwischen den Wärmetauscher und ein Hilfs-
Entspannungsventil im Heizkreislauf eingefügt ist. Der Hilfs-
Verdampfer ist mit dem Wärmetauscher, der den Heizkreislauf
bildet, in Reihe geschaltet. Der Hilfs-Verdampfer dient pri
mär als eine Einrichtung zur Feuchtigkeitsbeseitigung, um
das komprimierte und durch das Hilfs-Entspannungsventil ver
flüssigte Kühlmittel zu verdampfen.
Wenn der Hilfs-Verdampfer stromoberhalb vom Haupt-Verdampfer
im Luftkanal angeordnet ist, so kann deshalb der Heizbetrieb
unter Verwendung der latenten Wärme, die bei der Verdampfung
des Kühlmittels im Hilfs-Verdampfer erzeugt wird, so durch
geführt werden, daß die in den Passagierraum des Fahrzeugs
geführte Luft zuerst gekühlt und getrocknet wird. Die ge
trocknete Luft wird des weiteren auf einen gewünschten Tem
peraturwert durch den stromab im Luftkanal liegenden Haupt-
Verdampfer erwärmt. Auf diese Weise kann die entfeuchtete
oder auf einen gewünschten Feuchtigkeitswert getrocknete
Luft in den Passagierraum des Fahrzeugs eingespeist werden.
Im Kühlbetrieb wird die Zufuhr des erhitzten Kühlwassers
von der Maschine zum Wärmetauscher unterbrochen. Das Kühlmit
tel wird gleichzeitig zum Haupt- und Hilfs-Verdampfer ge
führt, die beide die Kühlleistung des Klimatisierungssystems
weiter erhöhen können.
Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Aus
führungsform einer gemäß der Erfindung aufgebauten
Fahrzeug-Klimaanlage, wobei mit ausgezogenen Linien
dargestellte Pfeile einen Trocknungs- sowie Heizkreis
lauf und gestrichelte Pfeile einen Kühlkreislauf ange
ben;
Fig. 2 einen Teil der erfindungsgemäßen Klimaanlage, wobei
zwei in Fig. 1 dargestellte Verdampfer innerhalb ei
nes Luftkanals angeordnet sind, der dazu dient, Luft
in den Innenraum eines Fahrzeugs einzuführen;
Fig. 3 einen Antriebskreis für einen Kompressor bei dem Er
findungsgegenstand;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Fahrzeug-Klimaan
lage der Wärmepumpenbauart nach dem Stand der Technik,
die eingangs bereits abgehandelt wurde;
Fig. 5 einen Luftkanal, in dem der Verdampfer von Fig. 4 an
geordnet ist;
Fig. 6 eine weitere, eingangs bereits besprochene Fahrzeug-
Klimaanlage nach dem Stand der Technik.
Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform ei
ner Fahrzeug-Klimaanlage der Wärmepumpenbauart, die dem in
Fig. 4 gezeigten System nach dem Stand der Technik ähnlich
ist. Im Heizbetrieb dient ein Verdampfer als ein Kondensator
zum Kondensieren und Verflüssigen des von einem Wärmetau
scher erhitzten Kühlmittels unter Verwendung der Umgebungs
luft, die ihrerseits durch den Verdampfer erwärmt wird. Bei
dieser Anordnung wird der Verdampfer, der primär zur Durch
führung des Kühlbetriebs verwendet wird, in gegensätzlicher
Weise zur Durchführung des Heizbetriebs, um die Luft auf
eine erhöhte Temperatur zu erhitzen, verwendet.
Gemäß Fig. 1 ist ein Kompressor 101 mit einem Haupt-Ver
dampfer 103 a durch ein Kühlmittel-Leitungssystem 102 verbun
den, wobei der Haupt-Verdampfer 103 a seinerseits mit einem
Haupt-Entspannungsventil 105 a verbunden ist, um einen vorbe
stimmten Differenzdruck hervorzurufen.
Wie in der einschlägigen Technik bekannt ist, ist ein Kon
densator 104 zwischen den Kompressor 101 und den Haupt-Ver
dampfer 103 a eingefügt. Der Kompressor 101 verdichtet das
Kälte- oder Kühlmittel, das seinerseits durch den Kondensa
tor 104 gekühlt und verflüssigt wird. Durch das Haupt-Ent
spannungsventil 105 a wird das verflüssigte Kühlmittel dann
dem Haupt-Verdampfer 103 a zugeführt, in welchem das verflüs
sigte Kühlmittel zur Durchführung einer Kühlwirkung expan
diert und verdampft wird.
Andererseits ist mit dem Kühlmittel-Leitungssystem 102 ein
Heizkreislauf verbunden. Eine Schlangenrohrgruppe 107 ist
Teil des Kühlmittel-Leitungssystems 102, das zwei Vorrats
behälter 106 a und 106 b einschließt. Die Schlangenrohrgruppe
107 ist innerhalb eines Wärmetauschers 108 angeordnet, der
durch ein ein Beheizungsventil 110 enthaltendes Kühlwasser-
Leitungssystem 111 Kühlwasser von einer Maschine 109
empfängt, so daß das Kühlmittel in der Schlangenrohrgruppe
107 des Kühlmittel-Leitungssystems 102 erhitzt wird.
Wie im Fall der Anlage von Fig. 4 wird das aus dem Wärme
tauscher 108 austretende Kühlmittel durch den Kompressor 101
weiter komprimiert und wieder erhitzt. Das komprimierte und
erhitzte Kühlmittel wird dann kondensiert, um seine Wärme
an die Außenluft zu übertragen. Auf diese Weise wird in den
Passagierraum des Fahrzeugs eingebrachte Luft mittels einer
Wärmepumpenwirkung erwärmt. Hierbei wirkt der Haupt-Ver
dampfer 103 a als ein Kondensator.
Um den Umschaltvorgang zwischen dem Kühl- und dem Heizkreis
lauf durchzuführen, sind im Kühlmittel-Leitungssystem meh
rere EM-Ventile 112 a-112 e angeordnet. Darüber hinaus be
finden sich innerhalb des Kühlmittel-Leitungssystems 102
auch mehrere Rückschlagventile 118 a-118 c.
Das Kühlwasser-Leitungssystem 111 von der Maschine 109 ist
mit einer Heizschlange 115 verbunden, um den Heizbetrieb
durchzuführen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der den Heiz
kreislauf bildende Wärmetauscher 108 mit einem Hilfs-Ver
dampfer 103 b und einem Hilfs-Entspannungsventil 105 b in Rei
he geschaltet ist, um die erwärmte Luft im Heizbetrieb zu
trocknen.
Wenn bei dieser Anordnung der Heizbetrieb durchgeführt wer
den soll, werden die in Fig. 1 gezeigten EM-Ventile 112 a,
112 b und 112 c geschlossen, während gleichzeitig die EM-Ven
tile 112 d und 112 e geöffnet werden. Im Heizbetrieb wird das
Kühlmittel innerhalb des Kühlmittel-Leitungssystems 102
durch den Heizkreislauf umgewälzt, der durch die mit ausge
zogenen Linien dargestellten Pfeile in Fig. 1 angegeben ist.
Das flüssige Kühlmittel aus dem einen Vorratsbehälter 106 b
wird am Hilfs-Entspannungsventil 105 b entspannt und dann
dem Hilfs-Verdampfer 103 b zugeführt, in dem unter Ver
dampfung des Kühlmittels die Umgebungsluft gekühlt und ge
trocknet werden kann. Das den Hilfs-Verdampfer 103 b verlas
sende verdampfte Kühlmittel wird dann durch das erhitzte
Kühlwasser im Wärmetauscher 108 erhitzt und anschließend
dem Kompressor 101 zugeführt. Im Kompressor 101 wird das
gasförmige Kühlmittel ausreichend komprimiert, um ein er
hitztes Kühlmittelgas zu erzeugen, das dann in den Haupt
Verdampfer 103 a geleitet wird. Das Kühlmittelgas wird am
Haupt-Verdampfer 103 a, der wie im Fall der Fig. 4 als ein
Kondensator dient, verflüssigt sowie kondensiert und dann
zum Vorratsbehälter 106 a zurückgeführt.
Im Heizbetrieb wirkt deshalb der Hilfs-Verdampfer 103 b dahin
gehend, die Luft zu kühlen und zu trocknen, während der Wär
metauscher 108 als eine Heizeinrichtung dient. Ferner füh
ren der Kompressor 101 und der Haupt-Verdampfer 103 a die Wär
mepumpenwirkung durch.
Auf diese Weise kann der Hilfs-Verdampfer 103 b, durch den
die vorliegende Erfindung gekennzeichnet ist, die bei einer
Verdampfung des flüssigen Kühlmittels erzeugte latente Wärme
nutzen, um die umgebende Luft zu trocknen.
Die Fig. 2 zeigt einen Luftkanal 113, der in der Fahrzeug-
Klimaanlage verwendet wird und in dem die beiden Verdampfer
103 a sowie 103 b angeordnet sind.
Der Luftkanal 113 umfaßt ein Gebläse 114, durch das die Luft
vom Inneren des Fahrzeugs oder vom Äußeren her angesaugt und
zu Austrittsöffnungen 117 a-117 e, die in den Passagierraum
des Fahrzeugs münden, geführt wird.
Zur Wahl von Einlaß- und Austrittsöffnungen im Luftkanal
113 ist dieser mit Regelklappen 116 a-116 d versehen. Die
bereits erwähnte Heizschlange (Heizkern) 115 ist innerhalb
des Luftkanals 113 zur Durchführung des Heizbetriebs ange
ordnet.
Diese Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß der Hilfs-
Verdampfer 103 b stromoberhalb im Luftkanal 113 angeordnet
ist, während der Haupt-Verdampfer 103 a stromabwärts im Luft
kanal 113 liegt. Als Ergebnis dessen kann vom Gebläse 114 an
gesaugte Luft zuerst am Hilfs-Verdampfer 103 b gekühlt und
getrocknet werden. Die getrocknete Luft wird dann auf einen
gewünschten Temperaturwert am Haupt-Verdampfer 103 a erwärmt.
Durch die Erfindung kann folglich die entfeuchtete oder ge
trocknete Luft dem Passagierraum des Fahrzeugs zugeführt wer
den, um die Temperatur und die Feuchtigkeit in diesem Passa
gierraum auf einem optimalen Wert zu halten, so daß ein Be
schlagen oder Undurchsichtigwerden der Windschutzscheibe des
Fahrzeugs eindeutig verhindert werden kann.
In Verbindung mit der gezeigten Ausführungsform der Erfin
dung wird im folgenden der Kühlbetrieb erläutert.
Bei Durchführung des Kühlbetriebs werden die EM-Ventile 112 a,
112 b und 112 c, die in Fig. 1 gezeigt sind, geöffnet, wäh
rend gleichzeitig die EM-Ventile 112 d und 112 e geschlossen
werden. Demzufolge wird der durch ausgezogene Pfeile darge
stellte Heizkreislauf auf den durch gestrichelte Pfeile dar
gestellten Kühlkreislauf umgeschaltet. Das Kühlmittel ge
langt aus dem Kühlmittel-Leitungssystem 102 durch den Kon
densator 104.
Das am Kompressor 101 komprimierte und erwärmte Kühlmittel
wird folglich dann am Kondensator 104 verflüssigt. Das ver
flüssigte Kühlmittel wird anschließend gleichzeitig den Ver
dampfern 103 a und 103 b durch die Vorratsbehälter 106 a und
106 b zugeführt. An den Verdampfern 103 a und 103 b werden die
verflüssigten Kühlmittelanteile jeweils unter der Wirkung
des Haupt- und Hilfs-Entspannungsventils 105 a bzw. 105 b
verdampft. Durch das verdampfte Kühlmittel kann hierbei die
umgebende Luft gekühlt werden.
Auf diese Weise stellt die Erfindung zwei Verdampfer zur
Verfügung, die beide zum Kühlbetrieb beitragen, um die Kühl
leistung der Fahrzeug-Klimaanlage zu steigern.
Hierbei wird das Kühlwasser-Leitungssystem 111, das zum Wär
metauscher 108 führt, geschlossen, um eine Strömung des er
hitzten Kühlwassers von der heißen Maschine 109 zum Wärme
tauscher 108 zu verhindern.
Die Fig. 3 zeigt einen Steuerkreis, der einen Temperaturfüh
ler 120 sowie einen Kompressorschalter 121 umfaßt, die beide
in einer den Kompressor 101 und eine Batterie 119 verbinden
den Leitung liegen.
Gemäß Fig. 3 kann die Regelung des Kompressors 101 im Heiz
betrieb unter Verwendung einer Auslaßtemperatur am Haupt-
Verdampfer 103 a und eines Auslaßdrucks am Kompressor 101
selbst bewerkstelligt werden. Zu diesem Zweck ist der Tem
peraturfühler 120 an der Auslaßseite des Haupt-Verdampfers
103 a angeordnet. Wenn die Auslaßtemperatur oberhalb von
80°C liegt, dann setzt der Temperaturfühler 120 den Kom
pressor 101 still. Ist die Auslaßtemperatur auf einen Wert,
der geringer ist als 70°C,abgesunken, so löst der Tempera
turfühler 120 wieder den Betrieb des Kompressors 101 aus.
Andererseits wirkt der Kompressorschalter 121 dahingehend,
den Betrieb des Kompressors 101 zu beenden, wenn der Auslaß
druck im Kompressor einen höheren Wert als 20 bar erreicht.
Hat sich der Auslaßdruck auf einen Wert verringert, der
nicht höher ist als 13,5 bar, dann setzt der Kompressorschal
ter 121 den Kompressor 101 wieder in Gang.
Im Kühlbetrieb bewirkt der Temperaturfühler 120 am Haupt-
Verdampfer 103 a ein Stillsetzen des Kompressors 101, wenn
die Auslaßtemperatur nicht höher als 3°C ist, und eine Wie
derinbetriebnahme des Kompressors 101, wenn die Auslaßtem
peratur einen höheren Wert als 5°C erreicht. Ist der Aus
laßdruck des Kompressors 101 über 28 bar, so wird der Kom
pressor durch den Kompressorschalter 121 stillgesetzt. Der
Kompressor 101 wird wieder in Betrieb genommen, wenn der Aus
laßdruck einen Wert erreicht, der nicht höher als 26 bar ist.
Die die Auslaßtemperatur des Haupt-Verdampfers und den Aus
laßdruck des Kompressors verwendende Regelung kann die Lei
stungsfähigkeit der Klimaanlage sehr stark verbessern.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, kann
die erfindungsgemäße Klimaanlage die Klimatisierungsluft er
wärmen und trocknen, indem ein Hilfs-Verdampfer zum Trocknen
der Luft im Heizbetrieb zusätzlich zum Haupt-Verdampfer,
der primär zur Durchführung des Kühlbetriebs verwendet wird,
vorgesehen wird, wobei der Hilfs-Verdampfer imstande ist,
die bei der Verdampfung des flüssigen Kühlmittels im Heizbe
trieb erzeugte latente Wärme zu nutzen.
Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Klimaanlage die At
mosphäre im Passagierraum des Fahrzeugs auf einem optimalen
Wert halten und jeglichen Beschlag oder jegliche Verschwom
menheit an der Windschutzscheibe beseitigen. Im Kühlbetrieb
können der Haupt- und der Hilfsverdampfer gleichzeitig be
trieben werden, um die Kühlleistung der Klimaanlage zu stei
gern.
Claims (4)
1. Fahrzeug-Klimaanlage mit einem Kühlkreislauf, der einen
Kompressor (101) für die Kompression eines Kühlmittels,
einen Kondensator (104) für die Kühlung und Kondensation
des komprimierten Kühlmittels, einen Verdampfer (103)
zur Entspannung und Verdampfung des einen erhöhten Druck
aufweisenden flüssigen Kühlmittels zur Durchführung einer
Kühlwirkung und ein Kühlmittel-Leitungssystem (102), das
den Kompressor (101), den Kondensator (104) und den
Verdampfer (103) miteinander verbindet, umfaßt, und mit
einem Heizkreislauf, der einen mit dem Kühlmittel-Lei
tungssystem verbundenen Wärmetauscher (108) umfaßt, wel
cher zur Durchführung einer Heizwirkung unter Verwendung
der Wärme der Maschine (109) des Kraftfahrzeugs imstande
ist, wobei der Kühl- und Heizkreislauf in ausgewählter
Weise vom einen zum anderen Kreislauf zur Durchführung
des Kühl- oder Heizbetriebs umschaltbar sind, gekennzeich
net durch einen Haupt-Verdampfer (103 a) sowie einen Hilfs-
Verdampfer (103 b), der ein erstes sowie zweites Verbin
dungsteil aufweist, wobei das erste Verbindungsteil des
Hilfs-Verdampfers (103 b) durch eine erste Leitung (201)
mit dem Haupt-Verdampfer (103 a) verbunden ist, das zweite
Verbindungsteil des Hilfs-Verdampfers mit dem Wärmetau
scher (108) durch eine zweite Leitung (202) verbunden
ist und der Hilfs-Verdampfer (103 b) zur Kühlung sowie
Trocknung der Klimatisierungsluft im Heizbetrieb imstan
de ist.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
im Heizbetrieb der Haupt-Verdampfer (103 a) im Kühlkreis
lauf in Reihe mit dem Hilfs-Verdampfer (103 b), dem Wärme
tauscher (108) und dem Kompressor (101) geschaltet ist,
wobei der Haupt-Verdampfer als Kondensator zur Durchfüh
rung des Heizbetriebs verwendbar ist, während der Hilfs-
Verdampfer zur Durchführung der Kühlwirkung zur Trocknung
der Klimatisierungsluft zu betreiben ist.
3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß beide Verdampfer (103 a, 103 b) innerhalb eines
dem Innenraum des Fahrzeugs Luft zuführenden Luftkanals
(113) angeordnet sind, wobei der Haupt-Verdampfer (103 a)
stromabwärts vom Hilfs-Verdampfer (103 b) liegt.
4. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Kühlbetrieb beide Verdampfer (103 a,
103 b) parallelgeschaltet sind, wobei das flüssigeKühl
mittel vom Kompressor (101) an den Verdampfern zur Durch
führung des Kühlbetriebs verdampft wird.
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DE3820811A DE3820811A1 (de) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Fahrzeug-klimaanlage |
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DE3820811A DE3820811A1 (de) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Fahrzeug-klimaanlage |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: TIEDTKE, H., DIPL.-ING. BUEHLING, G., DIPL.-CHEM. |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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