DE69905079T2

DE69905079T2 - Kraftfahrzeugklimaanlage mit getrennten, unabhängigen kältekreisläufen, mit wärmetauscher in einer gemeinsamen luftströmung

Info

Publication number: DE69905079T2
Application number: DE69905079T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Moffa
Original assignee: Autoclima SpA
Current assignee: Autoclima SpA
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: DE69905079D1; ES2189517T3; ITAT980009A1; EP1140533A1; ATE231447T1; IT1305719B1; EP1140533B1; ITAT980009A0; WO2000029231A1; AU1295500A; US20010027660A1

Description

Gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 betrifft die vorliegende Erfindung ein Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnlichem, und zwar für ein geschlossenes Volumen, welches durch ein Motorfahrzeug transportiert wird und welches insbesondere durch zwei getrennte und unabhängige Gefrierkreisläufe gebildet ist, die getrennt dazu verwendet werden können, um in Betrieb genommen zu werden, und zwar entweder während das Motorfahrzeug fährt oder angehalten ist, wie dies aus der US-A-5,333,678 bekannt ist.
Es ist ferner bekannt, daß Klimatisierungssysteme für Motorfahrzeuge im wesentlichen aus einem Kondensator gebildet sind, der mit einem oder mit mehreren Elektrolüftern ausgestattet ist, und aus einem Verdampfer gebildet sind, der ebenfalls einen oder mehrere Elektrolüfter aufweist, und mit einem Kompressor, der mechanische Energie von der Maschine des Motorfahrzeugs selbst empfangen kann oder von einer Hilfs-Verbrennungsmaschine oder von einem Elektromotor her, der von einem Generator gespeist wird, welcher im Fahrzeug mitgeführt wird, oder durch Netzstrom angetrieben wird; in offensichtlicher Weise kann in dem letzteren Fall der Kompressor nur dann arbeiten, wenn das Fahrzeug stationär ist und mit einem Stromversorgungsnetz verbunden ist.
Für den Fall, daß zwei Kompressoren vorhanden sind, so sind diese in den gleichen Kühlkreislauf eingesetzt und verwenden das gleiche Kühlströmungsmittel. Es trifft zu, daß theoretisch zwei getrennte und unabhängige Kreisläufe gefunden werden können, wie dies in der US-A-5,307,645 offenbart ist, jedoch werden bis jetzt die relevanten Kompressoren beide durch Elektromotore angetrieben, um dadurch ein Klimatisierungssystem zu schaffen, welches zwei Stufen einer Kühlkapazität aufweist, die während des Anhaltezustandes verwendet werden.
Für den Fall, daß es gewünscht wird, ein System zur Verfügung zu haben, welches arbeitet, wenn das Motorfahrzeug sich bewegt als auch, wenn es angehalten wird und die Maschine ausgestellt ist, ist es möglich, zwei Kompressoren zu realisieren, die in dem gleichen Kühlkreislauf arbeiten und die das gleiche Kühlströmungsmittel verwenden: der erste derselben empfängt mechanische Energie von dem Motor des Kraftfahrzeugs und wird während der Fahrt des Kraftfahrzeugs verwendet, während der zweite mechanische Energie von einem Elektromotor empfängt, der von dem Netzstrom gespeist wird und stattdessen während des Anhaltens des Fahrzeugs verwendet wird.
Obwohl bereits in dem US-A-3,885,398 von 1975 ein Kompressor offenbart ist, der mit einem Elektromotor gekuppelt ist, und ein anderer Kompressor offenbart ist, der durch die Fahrzeugmaschine angetrieben wird, sind beide in dem gleichen Kühlkreislauf eingesetzt und es ist sehr schwierig Kompressoren herauszufinden, die mit Elektromotoren gekuppelt sind und die direkt vom Netzstrom gespeist werden können und die als "geschlossen oder abgedichtet" oder "halb geschlossen oder halb abgedichtet" bezeichnet werden und die auch kompatibel mit dem gleichen Kühlströmungsmittel sind und mit dem gleichen Schmiermittel der Kompressoren, die dafür ausgelegt sind, mechanische Energie von einer Brennkraftmaschine zu empfangen, die dem gegenüber als "offener" Typ bezeichnet werden. Ferner werden die Komponenten des Kreislaufes gemeinsam verwendet und da demzufolge die "offenen" Kompressoren eine variable Kapazität und Geschwindigkeit haben, die verschieden ist von denjenigen eines abgedichteten oder geschlossenen Kompressors, ist es unmöglich, den besten Wirkungsgrad mit einem von denselben zu erzielen. Aus diesen Gründen ist daher auch der zweite Kompressor häufig ein "offener" Typ, um eine Kompatibilität mit dem gleichen Kühlmittel und der gleichen Schmiereinrichtung des ersten Kompressors herzustellen, und dieser empfängt mechanische Energie von einem Elektromotor, der von dem Netzstrom gespeist wird.
Jedoch schränkt solch eine Lösung die Möglichkeiten der Auswahl der Kompressoren ein und kann auch Nachteile mit sich bringen, wie beispielsweise eine übermäßige Geräuschentwicklung - die für offene Kompressoren typisch ist -, und zwar während des Arbeitens mit einem geparkten Fahrzeug, wobei das System auch komplizierter ist, und zwar hinsichtlich des Bedarfes eines zusätzlichen Elektromotors und eines relevanten Getriebesystems zum Antreiben des Kompressors, wobei auch Schmiermittelprobleme auftreten können - es wird in der Tat das Öl der Kompressoren teilweise durch das Kühlströmungsmittel entlang dem Kühlkreislauf aufgespritzt und da es Abschnitte in dem Kreislauf selbst gibt, die während des Betriebes ausgeschlossen sind, und zwar entweder, wenn das Fahrzeug fährt oder angehalten ist, kann es sich ereignen, daß ein Ölteil zurück bleibt, ohne dabei in den ausgeschlossenen Abschnitt des Kreislaufes zu strömen, anstatt zu dem Kompressor zurückzukehren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Klimatisierungssystem für ein Motorfahrzeug zu schaffen, welches zwei getrennte und unabhängige Gefrierkreisläufe aufweist, mit Wärmeaustauschern an der gleichen Luftströmungsleitung, und die sowohl für einen Fall verwendet werden können, bei dem das Fahrzeug fährt, als auch für einen Fall, bei dem das Fahrzeug angehalten ist, und zwar in solcher Weise, daß die oben erläuterten Nachteile nicht mehr auftreten und eine praktische und vorteilhafte Lösung unter den Gesichtspunkten der Konstruktion und der Verwendbarkeit geschaffen wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit Hilfe eines Klimatisierungssystems für Motorfahrzeuge oder ähnlichem gelöst, welches gekennzeichnet ist durch zwei getrennte und unabhängige Gefrierkreisläufe, wobei die Wärmeaustauscher an der gleichen Luftströmungsleitung gehalten sind, wobei einer der zwei Kreisläufe seinen Kompressor in solcher Weise enthält, daß dieser mechanische Energie von der Fahrzeugmaschine her empfängt und daher dann verwendet werden kann, wenn das Motorfahrzeug selbst fährt, und wobei der andere Kreislauf den relevanten Kompressor enthält, der mechanische Energie von einem Elektromotor empfängt, der seinerseits Energie von dem Netzstrom bezieht und stattdessen während des Anhaltens des Fahrzeugs verwendbar ist, also während das Fahrzeug parkt.
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung und relevanten Vorteile, die daraus folgen, ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung von einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die lediglich durch ein nicht einschränkendes Beispiel unter Hinweis auf die angefügten Zeichnungen erläutert werden, in welchen zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Klimatisierungssystem gemäß der Erfindung; und
Fig. 2 schematisch eine Ausführungsform des Klimatisierungssystems der Erfindung, welches speziell für die Luftaufbereitung innerhalb eines Motor-Caravans geeignet ist.
Um nun auf die Zeichnungen und zuerst auf Fig. 1 einzugehen, so ist ein System realisiert, welches zwei Gefrierkreisläufe mit Kompressoren C1 und C2, Kondensatoren K1 und K2 mit relevanten Lüftern VK, Laminatvorrichtungen V1 und V2 und Verdampfer E1 und E2 mit relevanten Lüftern VE besitzt. Die Kreisläufe sind schematisch in einer vereinfachten Art dargestellt, wobei entlang der Kreisläufe gewöhnliche Hilfskomponenten vorgesehen sein können, wie beispielsweise Elektroventile, zum Auffangen der Kühlströmungsmittel, Wassersammelstellen stromabwärts von dem Kondensator oder stromaufwärts von dem Kompressor, Feuchtigkeitsindikatoren und andere Einrichtungen. Die Kompressoren C1 und C2 können unterschiedliche Kühl- und Schmiereinrichtungen verwenden. Der Kompressor C1 wird durch die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs MT in Drehung versetzt bzw. angetrieben, während der Kompressor C2 durch eine Elektromotor ME angetrieben wird. Während des Betriebes mit dem Kompressor C1 oder C2 können die Temperaturen des Kondensators und des Verdampfers der Kühleinrichtung unterschiedlich sein als auch die Temperaturen des Volumens, welches klimatisiert werden soll.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt schematisch ein System nach der Erfindung, welches zur Luftaufbereitung eines Motor-Caravans verwendet wird, wobei der mit C1 bezeichnete Kompressor vom offenen Typ ist und ein geeignetes Kühlströmungsmittel, z. B. R134a, verwendet, während jedoch der mit C2 bezeichnete Kompressor vom abgedichteten Typ ist und ein anderes Kühlströmungsmittel, z. B. R22, verwendet. Der Kompressor C2 ist innerhalb eines Gehäuses plaziert, welches an dem Fahrzeugdach montiert ist und welches auch Wärmeaustauscher K1, K2, E1, E2 und Propellerlüfter VK und Zentrifugallüfter VE enthält; es ist auch ein Dehydrierfilter F1 vorgesehen mit einer Funktion, Wasser zu sammeln, ein Filter F2, eine Laminiervorrichtung V1, die als ein Thermostatventil ausgebildet sind, und eine zweite Laminatvorrichtung V2, die aus einem Rohr mit einem kleinen Querschnitt gebildet ist. In diesem Fall sind die Kondensatoren auch so ausgebildet, um zwei Gefrierleitungen einer einzelnen Radiatormasse zu bilden, was auch für die Verdampfer zutrifft. Der Kompressor C1 wird durch die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs in Drehung versetzt bzw. angetrieben, und zwar über einen Riemenantrieb, und der relevante Gefrierkreislauf kann in geeigneter Weise für die Luftaufbereitung verwendet werden, während das Fahrzeug fährt. Der Kompressor C2 wird mit Netzstrom versorgt und kann demzufolge dann verwendet werden, wenn das Fahrzeug angehalten ist und mit dem Stromversorgungsnetz verbunden ist.
Der Einlaß und der Auslaß für die Luftströmungen in bezug auf die Kondensatoren K1 und K2 sind jeweils durch Pfeile A' und A" in Fig. 2 angezeigt. Die Pfeile B' und B" zeigen jeweils den Einlaß und den Auslaß für die Luftströmungen in bezug auf die Verdampfer E1 und E2 an.

Claims

1. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches, die durch eine Brennkraftmaschine angetrieben werden, mit zwei getrennten und unabhängigen Gefrier-Kreisläufen, die Wärmeaustauscher (E1, E2, K1, K2) an der gleichen Luftströmungsleitung aufweisen, und wobei einer der zwei Kreisläufe einen Kompressor (C1) enthält, der mechanisch Energie von dem Motor (MT) des Motorfahrzeugs empfängt, die verwendet wird, wenn das Motorfahrzeug selbst fährt,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Kompressor (C2) des anderen Kreislaufes mechanische Energie von einem Elektromotor (ME) empfängt, der seinerseits durch das Stromnetz gespeist wird und verwendet wird, wenn das Motorfahrzeug während eines Halts geparkt wird.

2. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

es einen Kompressor vom offenen Typ enthält, der mechanische Energie von der Brennkraftmaschine des Motorfahrzeugs erfordert, an die er über eine mechanische Getriebeeinrichtung angeschlossen ist.

3. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Kompressor vom offenen Typ aufweist, der durch die mechanische Energie angetrieben wird, die durch den Elektromotor (ME) erzeugt wird.

4. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches gemäß Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß

es einen Kompressor vom abgedichteten oder halb abgedichteten Typ enthält, der durch die elektrische Energie angetrieben wird, die von dem Stromnetz zugeführt wird oder mit Hilfe eines Elektrogenerators zugeführt wird.

5. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

es Wärmeaustauscher, Kondensoren oder Verdampfer oder beide enthält, die jeweils mit einer einzelnen strahlenden Masse im Inneren ausgestattet sind, in welchem Inneren jeweilige Abschnitte der zwei getrennten Gefrier-Kreisläufe vorgesehen sind.

6. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß

es Wärmeaustauscher, entweder Kondensoren oder Verdampfer oder beide enthält, die jeweils aus einer relevante Einheit aus zwei unterschiedlichen strahlenden Massen bestehen, von denen jede dem jeweiligen Abschnitt des Gefrierkreislaufes entspricht.

7. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

zwei verschiedene Kühlmedien in den zwei Gefrierkreisläufen verwendet werden.

8. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß

das gleiche Kühlmedium in beiden Gefrierkreisläufen verwendet wird.

9. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

einer oder beide der Gefrierkreisläufe dafür ausgebildet ist bzw. sind, um einen Wärmepump-Betrieb durchzuführen, um das Innere des Motorfahrzeugs zu erwärmen.

10. Klimatisierungssystem für Motorfahrzeuge oder ähnliches gemäß Anspruch 2, 4 und 5, insbesondere für die Klimatisierung von Motor-Caravan-Fahrzeugen oder ähnlichem, bei dem ein erster Kompressor (C1) von einem offenen Typ ist und ein erstes Kühlmedium verwendet, während der an der Kompressor (C2) von einem abgedichteten Typ ist und ein zweites unterschiedliches Kühlmedium verwendet, wobei der zweite Kompressor (C2) an der Innenseite eines Gehäuses gelegen ist, welches an dem Fahrzeugdach montiert ist und welches auch Wärmeaustauscher (K1, K2, E1, E2) als auch Propellerlüfter (VK) und Zentrifugallüfter (VE) enthält, ferner auch ein Dehydrier-Filter (F1), ein zweites Filter (F2), Laminiervorrichtungen (V1, V2) mit Kondensoren (K1, K2) und Verdampfern (E1, E2) enthält, wobei zwei Gefrierleitungen innerhalb einer einzelnen strahlenden Masse ausgebildet sind, der Kompressor (C1) durch die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs mit Hilfe eines Riemenantriebs in Drehung versetzt wird, der relevante Kreislauf, der den Kompressor (C1) enthält, dafür ausgebildet ist, um für eine Klimatisierung verwendet zu werden, wenn das Fahrzeug fährt, während der zweite Kompressor (C2) durch das Stromnetz gespeist wird und somit verwendet wird, wenn das Fahrzeug stationär ist und an das Stromversorgungsnetz angeschlossen ist.