WO2005071328A1 - Klimaanlage - Google Patents

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WO2005071328A1
WO2005071328A1 PCT/EP2004/013973 EP2004013973W WO2005071328A1 WO 2005071328 A1 WO2005071328 A1 WO 2005071328A1 EP 2004013973 W EP2004013973 W EP 2004013973W WO 2005071328 A1 WO2005071328 A1 WO 2005071328A1
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conditioning system
flowed
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Björn Lindner
Christoph Walter
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Behr Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to an air conditioning system, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • air conditioning systems which have a heat exchanger serving as an evaporator and a heat exchanger serving as a condenser, which are formed separately.
  • a compact system for heating and engine cooling is known from DE 197 40 291 A1.
  • the engine cooler and heating heat exchanger are combined to form a common, cylindrical heat exchanger and air flows through them by means of a first radial fan, around which the heat exchanger is arranged concentrically.
  • Another radial fan provides fresh air.
  • an axially symmetrical construction of the first fan, heat exchanger and chamber systems is provided.
  • Each blower is arranged in a chamber system assigned to the respective blower, the blowers being flanged onto a common drive shaft.
  • the first chamber system assigned to the heat exchanger comprises a first mixing chamber axially spaced from the first radial fan with a fresh air inlet opening and an air inlet opening on the interior side, and a first suction chamber connected to the first radial fan and axially symmetrically surrounded by the heat exchanger with a heat air outlet outlet opening on the interior side and an engine outlet.
  • the second chamber system comprises a second mixing chamber axially spaced from the second radial blower with a fresh air inlet opening and an air inlet opening on the interior side, and a second suction chamber connected to the second mixing chamber and axially symmetrically surrounded by the second radial blower with a mixed air outlet opening on the interior side and an engine compartment side
  • an air conditioning system in particular for a motor vehicle, is provided with at least one heat exchanger serving as an evaporator and one heat exchanger serving as a condenser, in which at least two heat exchangers act as a single combined heat exchanger are trained.
  • the fact that the two heat exchangers according to the prior art are replaced by a single combined heat exchanger, which is integrated in a single, appropriately designed and switchable refrigerant circuit, can reduce the number of pipe connections and thus the total weight of the air conditioning system. Manufacturing costs can also be reduced. By reducing the number and length of the pipe connections, the reliability and tightness of the air conditioning system can also be improved.
  • the combined heat exchanger is preferably designed in such a way that one or more of the individual heat exchangers can be flowed through in different flow directions, so that the utilization of the heat exchanger can be optimized.
  • Three heat exchangers are preferably designed as a combined heat exchanger. Two of these three heat exchangers are preferably flowed through in a heat pump mode and / or in a reheat mode. However, one of the heat exchangers through which flow flows differs in the different operating modes. In cooling operation, all three heat exchangers are preferably flowed through.
  • 1 is a circuit of a combined heat exchanger according to the first embodiment of the invention
  • 2a shows a circuit of a circuit of a combined heat exchanger according to a further exemplary embodiment in cooling operation
  • FIG. 2b shows the circuit of Fig. 4a with a circuit in heat pump operation
  • FIG. 2d shows a circuit variant of FIGS. 2a-2c with a water-side heat pump in heat pump operation.
  • a circuit 101 is shown in simplified form, as used in the first embodiment.
  • a compressor 102 is provided which has a refrigerant through a first heat exchanger 103, an internal heat exchanger 104 connected via a connecting flange, a control valve 105 (expansion valve), which is preferably flanged directly to the heat exchanger 103 by means of a further connecting flange, a second heat exchanger 103 '.
  • a collector 106 and again the internal heat exchanger 104 promotes.
  • C0 2 R744
  • C0 2 R744
  • the two heat exchangers 103 and 103 ' are in this case designed as a single heat exchanger block, that is to say they are produced in a single common workflow and are firmly soldered to one another, which is why they are referred to below as a combined heat exchanger 103/103'.
  • the first heat exchanger 103 serves as a gas cooler and the second heat exchanger 103 ′ as an evaporator.
  • thermal decoupling is provided between the two integrally formed heat exchangers 103 and 103 ', which have a continuous fin / tube system.
  • liquid, condensed refrigerant can be transferred directly from the heat exchanger 103 via a valve to the heat exchanger 103 '.
  • Figures 2a to 2c show a circuit diagram for different operating modes, namely the operation as a cooler (Fig. 2a), as a heat pump (Fig. 2b) and as a heater (Fig. 2c), a combined heat exchanger 203/2037203 ", which corresponds to the the first embodiment is formed as a block, that is in one piece.
  • the entire combined heat exchanger 203/2037203 "is flowed through by refrigerant, the corresponding circuit 201 being flowed through as follows:
  • the refrigerant is conveyed by a compressor 202 through a first switching valve S1 to the air-cooled, first heat exchanger 203
  • the first heat exchanger 203 serves as a gas cooler, that is to say in this heat exchanger 203 the refrigerant gives off heat to the ambient air flowing through the first heat exchanger 203.
  • the cooled refrigerant passes through an internal heat exchanger 204 and a control valve 205 (expansion valve) to the second heat exchanger 203 'and from there directly to the third heat exchanger 203 ".
  • the refrigerant returns to the collector 206 and the internal heat exchanger 204 Compressor 202. Due to the direction of flow of the refrigerant in cooling mode, the first heat exchanger 203 has a progressive characteristic, while the second heat exchanger 203 ′′ and the third heat exchanger 203 ′′ have a degressive characteristic.
  • the second heat exchanger 203' serves as an auxiliary heater, that is to say in this second heat exchanger 203 'The refrigerant gives off heat to the air flowing through the second heat exchanger 203', which is used for tempering the vehicle interior.
  • the cooled refrigerant passes via the control valve 205 and via a bypass regulated by means of a third switching valve S3 past the internal heat exchanger 204 directly to the first heat exchanger 203, which is likewise flowed through in the opposite direction and serves as an evaporator in this operating mode. that is, in this first heat exchanger 203, the refrigerant releases heat to the ambient air flowing through the first heat exchanger 203.
  • the refrigerant reaches the collector 206 via a fourth switching valve S4 and from there via the internal heat exchanger 204, which is inoperative in this operating state, to the compressor 202. Due to the direction of flow of the refrigerant in heat pump operation, the first heat exchanger 203 has a degressive characteristic, while the second heat exchanger 203 'has a progressive characteristic ' .
  • a simple, unregulated check valve can also be provided due to the pressure conditions and flow directions.
  • the third switching valve S3 and the corresponding bypass are not required.
  • the third heat exchanger 203" is larger than the second heat exchanger 203 ', which has effects particularly in heat pump operation.
  • a strip is soldered onto which the individual switching valves S1-S5 and the control valve 205 are attached, in particular screwed on.
  • FIGS. 2a to 2c. 2d shows a water-side heat pump.
  • an additional refrigerant evaporator 220 is provided parallel to the third heat exchanger 203 ′′, a 3/2-way valve V1 being arranged in the circuit 201.
  • a corresponding circuit is also suitable, for example, for fuel cell drives.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem als Verdampfer dienenden Wärmetauscher (103; 203; 203'; 203') und einem als Kondensator dienenden Wärmetauscher (103'; 203; 203'), wobei mindestens zwei Wärmetauscher als ein einziger kombinierter Wärmetauscher (103/103'; 203/203'/203') ausgebildet sind.

Description

Klimaanlage
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gemäß dem Stand der Technik werden üblicherweise Klimaanlagen verwendet, die einen als Verdampfer dienenden Wärmetauscher und einen als Kondensator dienenden Wärmetauscher aufweisen, welche getrennt ausgebildet sind.
Ferner ist aus der DE 197 40 291 A1 ein Kompaktsystem für Heizung und Motor-Kühlung bekannt. Hierbei sind Motor-Kühler und Heizungs- Wärmetauscher zu einem gemeinsamen, zylindrischen Wärmetauscher zusammengefasst und werden mittels eines ersten Radialgebläses, um das der Wärmetauscher konzentrisch angeordnet ist, mit Luft durchströmt. Ein weiteres Radialgebläse sorgt für Frischluftzufuhr. Hierbei ist ein axialsymmetrischer Aufbau von erstem Gebläse, Wärmetauscher und Kammersystemen vorgesehen. Jedes Gebläse ist in einem dem jeweiligen Gebläse zugeordneten Kammersystem angeordnet, wobei die Gebläse auf einer gemeinsamen Antriebswelle aufgeflanscht sind. Dabei umfasst das dem Wärmetauscher zugeordnete erste Kammersystem eine vom ersten Radialgebläse axial beabstandete erste Mischkammer mit einer Frischlufteinlassöffnung und einer innenraumseitigen Umlufteinlassöffnung, und eine mit der ersten Mischkammer verbundene und vom ersten Radialgebläse mit Wärmetauscher axialsymmetrisch umgebene erste Ansaugkammer mit einer innenraumseitigen Warmluftauslassöffnung und einer motorraumseitigen Abluftauslassöffnung.
Das zweite Kammersystem umfasst eine vom zweiten Radialgebläse axial beabstandete zweite Mischkammer mit einer Frischlufteinlassöffnung und einer innenraumseitigen Umlufteinlassöffnung, und eine mit der zweiten Mischkammer verbundene und vom zweiten Radialgebläse axialsymmetrisch umgebene zweite Ansaugkammer mit einer innenraumseitigen Mischluftauslassöffnung und einer motorraumseitigen
Mischluftauslassöffnung.
Auch eine derartige, kompakte Klimaanlage lässt noch Wünsche offen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klimaanlage zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem als Verdampfer dienenden Wärmetauscher und einem als Kondensator dienenden Wärmetauscher vorgesehen, bei der mindestens zwei Wärmetauscher als ein einziger kombinierter Wärmetauscher ausgebildet sind. Dadurch, dass die beiden Wärmetauscher gemäß dem Stand der Technik durch einen einzigen kombinierten Wärmetauscher ersetzt werden, welcher in einen einzigen, entsprechend ausgebildeten und schaltbaren Kältemittel-Kreislauf eingebunden ist, lässt sich die Zahl der Rohrverbindungen und damit auch das Gesamtgewicht der Klimaanlage verringern. Ebenfalls können die Herstellungskosten gesenkt werden. Durch die Verringerung der Anzahl und Länge der Rohrverbindungen lässt sich ferner die Verlässlichkeit und Dichtheit der Klimaanlage verbessern.
Bevorzugt ist hierbei der kombinierte Wärmetauscher derart ausgebildet, dass einer oder mehrere der einzelnen Wärmetauscher in unterschiedlichen Strömungsrichtungen durchströmbar sind, so dass die Ausnutzung des Wärmetauschers optimiert werden kann.
Bevorzugt sind drei Wärmetauscher als ein kombinierter Wärmetauscher ausgebildet. Von diesen drei Wärmetauschern werden vorzugsweise zwei in einem Wärmepumpen-Betrieb und/oder in einem Reheat-Betrieb durchströmet. Hierbei unterscheidet sich bei den verschiedenen Betriebsarten jedoch einer der durchströmten Wärmetauscher. Im Kühlbetrieb werden vorzugsweise alle drei Wärmetauscher durchströmt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Kreislauf eines kombinierten Wärmetauschers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2a eine Schaltung eines Kreislaufs eines kombinierten Wärmetauschers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiels im Kühlbetrieb,
Fig. 2b den Kreislauf von Fig. 4a mit einer Schaltung im Wärmepumpen-Betrieb,
Fig. 2c den Kreislauf von Fig. 4a mit einer Schaltung im Reheat- Betrieb, und
Fig. 2d eine Darstellung einer Kreislauf-Variante zu den Figuren 2a-2c mit wasserseitiger Wärmepumpe im Wärmepumpen-Betrieb.
In Fig. 1 ist vereinfacht ein Kreislauf 101 dargestellt, wie er gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Hierbei ist ein Kompressor 102 vorgesehen, welcher ein Kältemittel durch einen ersten Wärmetauscher 103, einen über einen Anschlussflansch angeschlossenen internen Wärmetauscher 104, ein Regelventil 105 (Expansionsventil), das vorzugsweise direkt am Wärmetauscher 103 mittels eines weiteren Anschlussflansches anflanscht ist, einen zweiten Wärmetauscher 103', einen Sammler 106 und nochmals den internen Wärmetauscher 104 fördert. Als Kältemittel kann beispielsweise C02 (R744) verwendet werden. Die beiden Wärmetauscher 103 und 103' sind hierbei als ein einziger Wärmetauscherblock ausgebildet, das heißt, sie sind in einem einzigen gemeinsamen Arbeitsablauf hergestellt und fest miteinander verlötet, weshalb im Folgenden auf sie auch als kombinierter Wärmetauscher 103/103' Bezug genommen wird. Der erste Wärmetauscher 103 dient gemäß dem Ausführungsbeispiel als Gaskühler und der zweite Wärmetauscher 103' als Verdampfer. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden einstückig ausgebildeten Wärmetauschern 103 und 103', welche ein durchgehendes Rippe/Rohr-System aufweisen, eine thermische Entkopplung vorgesehen.
Gemäß einer alternativen, nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform, insbesondere beim Kältemittel R134a kann ein direkter Übertritt von flüssigem, kondensiertem Kältemittel vom Wärmetauscher 103 über ein Ventil zum Wärmetauscher 103' erfolgen.
Die Figuren 2a bis 2c zeigen ein Schaltschema für verschiedene Betriebsarten, nämlich den Betrieb als Kühler (Fig. 2a), als Wärmepumpe (Fig. 2b) und als Heizer (Fig. 2c), eines kombinierten Wärmetauschers 203/2037203", welcher entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel als ein Block, das heißt einstückig, ausgebildet ist.
Beim in Fig. 2a dargestellten Kühlbetrieb wird der gesamte kombinierte Wärmetauscher 203/2037203" von Kältemittel durchströmt, wobei der entsprechende Kreislauf 201 folgendermaßen durchströmt wird: Das Kältemittel wird von einem Kompressor 202 durch ein erstes Schaitventil S1 zum luftgekühlten, ersten Wärmetauscher 203 gefördert. Der erste Wärmetauscher 203 dient bei diesem Betriebszustand als Gaskühler, das heißt in diesem Wärmetauscher 203 gibt das Kältemittel Wärme an die den ersten Wärmetauscher 203 durchströmende Umgebungsluft ab.
Vom ersten Wärmetauscher 203 aus gelangt das gekühlte Kältemittel über einen internen Wärmetauscher 204 und ein Regelventil 205 (Expansionsventil) zum zweiten Wärmetauscher 203' und von diesem direkt zum dritten Wärmetauscher 203". Über einen Sammler 206 und den internen Wärmetauscher 204 gelangt das Kältemittel wieder zum Kompressor 202. Auf Grund der Strömungsrichtung des Kältemittels im Kühlbetrieb hat der erste Wärmetauscher 203 eine progressive Charakteristik, während der zweite Wärmetauscher 203" und der dritte Wärmetauscher 203" eine degressive Charakteristik aufweisen.
Beim in Fig. 2b dargestellten Wärmepumpen-Betrieb wird nur ein Teil des kombinierten Wärmetauschers 203/2037203", nämlich die Wärmetauscher 203 und 203', von Kältemittel durchströmt, wobei der entsprechende Kreislauf 201 folgendermaßen durchströmt wird: Das Kältemittel wird vom Kompressor 202, da das erste Schaltventil S1 geschlossen ist, durch ein bei dieser Betriebsart offenes, zweites Schaltventil S2 zum zweiten Wärmetauscher 203' gefördert, den es in umgekehrter Richtung durchströmt. Der zweite Wärmetauscher 203' dient bei diesem Betriebszustand als Zuheizer, das heißt in diesem zweiten Wärmetauscher 203' gibt das Kältemittel Wärme an die den zweiten Wärmetauscher 203' durchströmende Luft, die zum Temperieren des Fahrzeuginnenraums dient, ab.
Vom zweiten Wärmetauscher 203' aus gelangt das gekühlte Kältemittel über das Regelventil 205 und über einen mittels eines dritten Schaltventils S3 geregelten Bypass vorbei am internen Wärmetauscher 204 direkt zum ersten Wärmetauscher 203, der ebenfalls in umgekehrter Richtung durchströmt wird und bei dieser Betriebsart als Verdampfer dient, das heißt in diesem ersten Wärmetauscher 203 gibt das Kältemittel Wärme an die den ersten Wärmetauscher 203 durchströmende Umgebungsluft ab. Vom ersten Wärmetauscher 203 aus gelangt das Kältemittel über ein viertes Schaltventil S4 zum Sammler 206 und von diesem über den in diesem Betriebszustand funktionslosen internen Wärmetauscher 204 zum Kompressor 202. Auf Grund der Strömungsrichtung des Kältemittels im Wärmepumpen-Betrieb hat der erste Wärmetauscher 203 eine degressive Charakteristik, während der zweite Wärmetauscher 203' eine progressive Charakteristik aufweist'.
Prinzipiell kann auf Grund der Druckverhältnisse und Strömungsrichtungen anstelle des dritten Schaltventils im Bypass auch ein einfaches, ungeregeltes Rückschlagventil vorgesehen sein.
Das dritte Schaltventils S3 und der entsprechende Bypass sind gemäß einer alternativen Ausführungsform, gemäß der der interne Wärmetauscher 204 vom Kältemittel durchströmt werden soll, nicht erforderlich.
Beim in Fig. 2c dargestellten Reheat-Betrieb, das heißt, dass zumindest ein Teil der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft entfeuchtet wird, wird ebenfalls nur ein Teil des kombinierten Wärmetauschers 203/2037203" von Kältemittel durchströmt, wobei der entsprechende Kreislauf 201 folgendermaßen durchströmt wird: Das Kältemittel wird vom Kompressor 202 durch das offene erste Schaltventil S1 zum wiederum als Gaskühler dienenden ersten Wärmetauscher 203 gefördert, durchströmt diesen und gelangt über den internen Wärmetauscher 204, da das dritte Schaltventil S3 und das Regelventil 205 geschlossen sind, über ein fünftes Schaltventil S5 zum dritten Wärmetauscher 203", welcher als Verdampfer dient. Von diesem dritten Wärmetauscher 203" aus gelangt das Kältemittel zum Sammler 206 und über den internen Wärmetauscher 204 zurück zum Kompressor 202.
Entgegen der schematischen Darstellung der einzelnen Teile des kombinierten Wärmetauschers 203/2037203" ist der dritte Wärmetauscher 203" größer als der zweite Wärmetauscher 203', was insbesondere im Wärmepumpen-Betrieb Auswirkungen hat. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird beim Verlöten des kombinierten Wärmetauschers 203/2037203" eine Leiste angelötet, an der die einzelnen Schaltventile S1-S5 sowie das Regelventil 205 angebracht, insbesondere angeschraubt, werden.
In den Figuren 2a bis 2c wurde eine Anordnung für eine luftseitige Wärmepumpe dargestellt. Fig. 2d zeigt eine wasserseitige Wärmepumpe. Hierbei ist ein zusätzlicher Kältemittel-Verdampfer 220 parallel zum dritten Wärmetauscher 203" vorgesehen, wobei ein 3/2-Wege-Ventil V1 im Kreislauf 201 angeordnet ist. Eine entsprechende Schaltung ist beispielsweise auch für Brennstoffzellen-Antriebe geeignet.
Bezugszeichenliste
101,201 Kreislauf
102, 202 Kompressor
103, 103', 203, 203', 203" Wärmetauscher
104, 204 interner Wärmetauscher
105, 205 Regelventil
106, 206 Sammler
220 Kältemittel-Verdampfer
S1, S2, S3, S4, S5 Schaltventil V13/2-Wege-Ventil

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem als Verdampfer dienenden Wärmetauscher (103; 203; 203'; 203") und einem als Kondensator dienenden Wärmetauscher (103'; 203; 203'), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Wärmetauscher als ein einziger kombinierter Wärmetauscher (103/103'; 203/2037203") ausgebildet sind.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der einzelnen Wärmetauscher (203; 203'; 203") des kombinierten Wärmetauschers (203/2037203") in unterschiedlichen Strömungsrichtungen durchströmbar sind.
3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Wärmetauscher . (203; 203'; 203") als ein kombinierter Wärmetauscher (203/2037203") ausgebildet sind.
4. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein interner Wärmetauscher (104; 204) vorgesehen ist.
5. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmepumpe-Betrieb zwei von drei Wärmetauschern (203; 203') des kombinierten Wärmetauschers (203; 203'; 203") von Kältemittel durchströmt sind.
6. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Reheat-Betrieb zwei von drei Wärmetauschern (203; 203") des kombinierten Wärmetauschers (203; 203'; 203") von Kältemittel durchströmt sind.
7. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlbetrieb alle Wärmetauscher (203; 203'; 203") des kombinierten Wärmetauschers (203/2037203") von Kältemittel durchströmt sind.
8. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher. Kältemittel-Verdampfer (220) parallel zum dritten Wärmetauscher (203") vorgesehen ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1990221A1 (de) * 2007-05-10 2008-11-12 C.R.F. Società Consortile Per Azioni Klimaanlagensystem für ein Kraftfahrzeug und mit dem System ausgestattetes Kraftfahrzeug
EP2174810A3 (de) * 2008-10-07 2010-06-23 Scania CV AB (publ) System und Vorrichtung mit einem kombinerten Kondensator und Verdampfer
WO2012160425A1 (en) * 2011-05-20 2012-11-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling system

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028522B4 (de) * 2009-08-13 2017-05-11 Hanon Systems Kompakte Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
DE102011107081A1 (de) * 2011-07-11 2013-01-17 Spheros Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Konditionieren der Luft im Innenraum eines Fahrzeuges
DE102011090195A1 (de) 2011-12-30 2013-07-04 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Temperierung eines Fahrzeuginnenraumes
JP6432964B2 (ja) * 2014-02-08 2018-12-05 Ｍｄｉ株式会社 冷凍サイクル装置及び熱交換システム
DE102018202771A1 (de) 2018-02-23 2019-08-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verdeckelement und Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug und Cabriolet-Fahrzeug

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58123065A (ja) * 1982-01-14 1983-07-22 三菱電機株式会社 自動車用空気調和装置
DE3542189A1 (de) * 1985-11-29 1987-06-04 Berti Pedro Mancin Verdampfer-kondensatoranordnung zur luftklimatisierung
JPH05196321A (ja) * 1991-01-31 1993-08-06 Nippondenso Co Ltd 蒸発器および冷凍サイクル装置
JPH06307673A (ja) * 1993-04-26 1994-11-01 Sharp Corp 空気調和機用熱交換器
JPH07294179A (ja) * 1994-04-20 1995-11-10 Nippondenso Co Ltd 熱交換装置
EP0710808A1 (de) * 1994-11-01 1996-05-08 Nippondenso Co., Ltd. Kühlmittelverdampfer
EP0800940A2 (de) * 1996-04-10 1997-10-15 Denso Corporation Klimaanlagesystem für Elektrofahrzeuge
DE19644583A1 (de) * 1996-10-26 1998-04-30 Behr Gmbh & Co Fahrzeugklimaanlage mit mehreren Kondensatoren und/oder Verdampfern
JPH10300271A (ja) * 1997-04-30 1998-11-13 Nippon Light Metal Co Ltd ヒートポンプ式冷暖房機の室外用熱交換器
JPH11248288A (ja) * 1998-03-04 1999-09-14 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機
US5983652A (en) * 1991-04-26 1999-11-16 Denso Corporation Automotive air conditioner having condenser and evaporator provided within air duct
DE10060114A1 (de) * 1999-12-09 2001-06-13 Valeo Climatisation Klimakreis, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
US20010003311A1 (en) * 1998-05-28 2001-06-14 Vale Climatisation Vehicle air conditioning circuit using a refrigerant fluid in the supercritical state
JP2001221458A (ja) * 2000-02-08 2001-08-17 Mitsubishi Electric Corp 除湿機
JP2002318030A (ja) * 2001-04-18 2002-10-31 Ebara Corp ヒートポンプ及び除湿空調装置
DE10223712C1 (de) * 2002-05-28 2003-10-30 Thermo King Deutschland Gmbh Anordnung zum Klimatisieren eines Fahrzeugs
JP2004324935A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Denso Corp 冷凍サイクルおよび熱交換器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4014501A1 (de) * 1990-05-07 1991-11-14 Webasto Ag Fahrzeugtechnik Fahrzeugheizungsanlage und verfahren zum betreiben derselben
DE4125768C2 (de) * 1991-08-03 1994-01-27 Bayerische Motoren Werke Ag Klimaanlage, insbesondere für ein Elektrofahrzeug
DE19740291A1 (de) * 1996-09-27 1998-04-02 Volkswagen Ag Kompaktsystem für Heizung und Motorkühlung
DE19830757A1 (de) * 1998-07-09 2000-01-13 Behr Gmbh & Co Klimaanlage

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58123065A (ja) * 1982-01-14 1983-07-22 三菱電機株式会社 自動車用空気調和装置
DE3542189A1 (de) * 1985-11-29 1987-06-04 Berti Pedro Mancin Verdampfer-kondensatoranordnung zur luftklimatisierung
JPH05196321A (ja) * 1991-01-31 1993-08-06 Nippondenso Co Ltd 蒸発器および冷凍サイクル装置
US5983652A (en) * 1991-04-26 1999-11-16 Denso Corporation Automotive air conditioner having condenser and evaporator provided within air duct
JPH06307673A (ja) * 1993-04-26 1994-11-01 Sharp Corp 空気調和機用熱交換器
JPH07294179A (ja) * 1994-04-20 1995-11-10 Nippondenso Co Ltd 熱交換装置
EP0710808A1 (de) * 1994-11-01 1996-05-08 Nippondenso Co., Ltd. Kühlmittelverdampfer
EP0800940A2 (de) * 1996-04-10 1997-10-15 Denso Corporation Klimaanlagesystem für Elektrofahrzeuge
DE19644583A1 (de) * 1996-10-26 1998-04-30 Behr Gmbh & Co Fahrzeugklimaanlage mit mehreren Kondensatoren und/oder Verdampfern
JPH10300271A (ja) * 1997-04-30 1998-11-13 Nippon Light Metal Co Ltd ヒートポンプ式冷暖房機の室外用熱交換器
JPH11248288A (ja) * 1998-03-04 1999-09-14 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機
US20010003311A1 (en) * 1998-05-28 2001-06-14 Vale Climatisation Vehicle air conditioning circuit using a refrigerant fluid in the supercritical state
DE10060114A1 (de) * 1999-12-09 2001-06-13 Valeo Climatisation Klimakreis, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
JP2001221458A (ja) * 2000-02-08 2001-08-17 Mitsubishi Electric Corp 除湿機
JP2002318030A (ja) * 2001-04-18 2002-10-31 Ebara Corp ヒートポンプ及び除湿空調装置
DE10223712C1 (de) * 2002-05-28 2003-10-30 Thermo King Deutschland Gmbh Anordnung zum Klimatisieren eines Fahrzeugs
JP2004324935A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Denso Corp 冷凍サイクルおよび熱交換器

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAFNER A ET AL: "AN AUTOMOBILE HVAC SYSTEM WITH CO2 AS THE REFRIGERANT", IIR - GUSTAV LORENTZEN CONFERENCE ON NATURAL WORKING FLUIDS. PROCEEDINGS, 2 June 1998 (1998-06-02), pages 335 - 345, XP001169060 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 633 (M - 1513) 24 November 1993 (1993-11-24) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 02 31 March 1995 (1995-03-31) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 03 29 March 1996 (1996-03-29) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 02 26 February 1999 (1999-02-26) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 14 22 December 1999 (1999-12-22) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 25 12 April 2001 (2001-04-12) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 02 5 February 2003 (2003-02-05) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 12 5 December 2003 (2003-12-05) *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1990221A1 (de) * 2007-05-10 2008-11-12 C.R.F. Società Consortile Per Azioni Klimaanlagensystem für ein Kraftfahrzeug und mit dem System ausgestattetes Kraftfahrzeug
EP2174810A3 (de) * 2008-10-07 2010-06-23 Scania CV AB (publ) System und Vorrichtung mit einem kombinerten Kondensator und Verdampfer
RU2500548C2 (ru) * 2008-10-07 2013-12-10 СКАНИА СВ АБ (пабл) Система и устройство, содержащие объединенные конденсатор и испаритель
WO2012160425A1 (en) * 2011-05-20 2012-11-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling system
CN103547467A (zh) * 2011-05-20 2014-01-29 丰田自动车株式会社 冷却***

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