AT389085B - Kuehlaggregat, insbesondere fuer fahrzeuge wie autos, lastwagen u.dgl. - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Kühlaggregat, insbesondere für Fahrzeuge wie Autos, Lastwagen u. dgl., welches eine Kältemaschine nach dem Absorptionsprinzip umfasst, deren Austreiber mit insbesondere vom Antriebsmotor des Fahrzeuges zur Verfügung gestellter   Überschusswärme   beheizbar ist und wobei in bevorzugter Weise im Austreiber Füllkörper zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit bzw. des Kühlmittelgemisches vorgesehen sind. 



   Kühlaggregate sind seit langem bekannt und stellen Kälte für den Betrieb von Klimaanlagen oder für die Abkühlung eines Kühlladeraumes zur Verfügung. Die bisher eingesetzten Kühlaggregate arbeiten nach dem Prinzip von Kompressionskältemaschinen, wobei die für den Kompressor erforderliche Arbeit vom Antriebsmotor des Fahrzeuges oder von einem eigenen Motor aufgebracht werden muss. Ein in Betrieb befindliches Klimagerät verringert im Durchschnitt die für den Fahrbetrieb zur Verfügung stehende Motorleistung um ca. 5 bis 6 kW bzw. es wird der Kraftstoffverbrauch entsprechend erhöht. Dies trifft auch dann zu, wenn die Kompressionskältemaschine nicht vom Motor direkt, sondern indirekt elektrisch angetrieben wird. 



   Andererseits ist es bekannt, dass mehr als 50% der Energie von Verbrennungsmotoren als Wärmeenergie ungenutzt freigesetzt wird. Die bessere Ausnutzung des immer teurer werdenden Treibstoffes wird daher angestrebt. 



   Das erfindungsgemässe Kühlaggregat ist dadurch gekennzeichnet, dass im Rohr vor dem Kühler ein Absperrventil angeordnet ist und dass der Kondensator der Kältemaschine in an sich bekannter Weise luftgekühlt ist. Im Rohr vor dem Kühler ein Absperrventil anzuordnen, verhindert die Rückführung des Kühlmittels, sodass bei Öffnung dieser Ventile Kühlleistung sofort zur Verfügung gestellt ist. 



   Die Verwendung der Verlustwärme des Antriebsmotors als Energiequelle für die Kältemaschine bedeutet eine beträchtliche Energieersparnis und vermeidet den bei Kompressionskältemaschinen auftretenden Abfall der Motorleistung und verhindert den erhöhten Treibstoffverbrauch. Das   erfindungsgemässe   Kühlaggregat erfüllt die Anforderungen, die an Kühlaggregate für Fahrzeuge gestellt werden, nämlich kompakte und leichte Bauweise, betriebssicher, geräuschlos und stosssicher sowie in hohem Masse wartungsfrei. Derartige Kühlaggregate sollen ausserdem leicht bedienbar, regelbar und dem Fahrbetrieb des Fahrzeuges angepasst sein. Der Kühlbedarf für die Klimatisierung eines grösseren PKW wird etwa mit 2000   kca1lh   und mehr angenommen. 



   Als Kältemaschinen können je nach den gegebenen Voraussetzungen alle Arten von Absorptionsmaschinen eingesetzt werden. In vorteilhafter Weise finden bei der Erfindung periodische Absorptionsmaschinen Verwendung, die wenig erschütterungsempfindlich und hinsichtlich ihrer Kühlleistung bei Luftkühlung akzeptabel sind. 



   Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben. Fig. 1 zeigt die   erfindungsgemässe   Anordnung in einem einfachen Schema und Fig. 2 ist die schematische Darstellung einer periodisch arbeitenden Absorptionskühlmaschine gemäss Erfindung. Fig. 3 zeigt die schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemässen Kühlaggregates. 
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 Kälte wird auf der anderen Seite (3) über Kühlflächen an ein zu kühlendes Medium abgegeben. Das zu kühlende Medium ist hier als Wärmetauscher (4) dargestellt. 



   Fig. 2 zeigt die in bevorzugter Weise angewandte periodisch arbeitende Absorptionsmaschine. Der Absorber (5) ist periodisch durch den Wärmetauscher (6) beheizbar. Die Heizenergie wird der Motorwärme des Fahrzeugs entnommen. Im Absorber (5) befinden sich poröse Füllkörper wie z. B. Tonkugeln (7), die die unverdampfte Kühlflüssigkeit aufnehmen, wodurch eine unkontrollierte Bewegung der Kühlflüssigkeit durch die Bewegung des Fahrzeugs verhindert ist. 



   Beim Heizvorgang wird der Austreiber auf ca.   120 C   erhitzt Das Kühlmittel verdampft und gelangt über das Rohr (8) in den Kondensator (9), der luftgekühlt ist. Der Dampf wird im absteigenden Ast des Rohres (8) durch den Kondensator (9) abgekühlt. Beim Wiederverdampfen im Kühler (10) wird der Umgebung Wärme entnommen und somit Kälte erzeugt. Diese Kälte wird zur Klimatisierung des Fahrzeugs bzw. des Kühlraumes verwendet. Nach Abschalten der Heizung über den Wärmetauscher (6) gelangt das Kühlmittel über das Rohr (8) wieder in den Absorber (5)   zurück   und steht dort für den nächsten Arbeitsvorgang zur Verfügung. 



   In Fig. 3 ist schematisch ein Kühlaggregat dargestellt, welches zwei im Gegentakt arbeitende, periodisch wirkende Absorptionsmaschinen aufweist. Vom Auspuffsystem (11) des Fahrzeugs wird über den Wärmetauscher (12) die Überschusswärme abgenommen und den zwei Heizeinrichtungen (13,14) wahlweise zugeleitet. Das wahlweise Zuleiten wird von einem Steuerventil (15) gesteuert. Jeder der Heizvorrichtungen (13,14) ist eine Kältemaschine gemäss Fig. 2 zugeordnet, die aus den Austreiben (16), dem Luftkühler (17) und den   Kühlern   (18) bestehen. Vom Gebläse (19) wird die zu kühlende Luft über die Kühler (18) geleitet, wobei die gekühlte Luft zur Klimatisierung dient. 



   Durch das Ventil (15) werden die beiden Austreiber (16) alternierend beheizt und die zugehörigen Kältemaschinen dadurch eingeschaltet. Solange die eine Kältemaschine in Kühlphase ist, wird die andere Kältemaschine angeheizt. Die beiden Leitungen (24) können durch die Ventile (20,21) alternierend abgesperrt werden, wodurch beim Abstellen des Motors das angeheizte Aggregat mit dem Ventil versperrt werden kann und beim Start sofort wieder für eine Kühlung zur Verfügung steht. 



   Die Energiebilanz sieht beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 folgendermassen aus : Bei einem Temperaturunterschied von 20  (z. B. Abkühlung des H20 von   110 C auf90 C)   sind 1001 H2O/h bzw. 0, 0281 

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   H20/sek   nötig. Rechnet man mit einem Wirkungsgrad von 15 %, so entspricht dies einem notwendigen Durchsatz von   0, 18 I H20/sek.   Ein 50 kW-Motor (68 PS) entwickelt mehr als 100 000 kcal/h. Wenn eine Periode der Kältemaschine 12 Minuten dauert und 2 kg Absorber verwendet werden, so ist pro Kältemaschine mit einer Leistung von 500 kcal zu rechnen. 



   Die Ventile (15, 20 und 21) sind durch entsprechende Steuerungen in der richtigen Reihenfolge zu schalten. In bevorzugter Weise handelt es sich dabei um magnetische Steuerventile. 



   Die Steuerung des Gegentaktes kann dabei durch einen Zeitschalter in einem gewissen Zeittakt oder durch Temperaturfühler erfolgen. Werden die Temperaturfühler (in den Zeichnungen nicht dargestellt) in vorteilhafter Weise in den Kühlem (18) angeordnet, so wird das Ventil (15) bei Überschreiten einer gewissen Temperatur des einen Kühlers (18) umgeschaltet, sodass die andere Kältemaschine in Betrieb gesetzt wird. 



   Durch Schalten der Absperrventile (20,21) kann das Kühlmittel gehindert werden, in den Austreiber zurückzukehren und bei Öffnung dieser Absperrventile steht sofort Kühlleistung zur Verfügung. Dadurch ist es möglich, z. B. in einem abgestellten PKW eine Vorkühlung zu erzielen. In Fig. 2 ist ein derartiges Absperrventil mit dem Bezugszeichen (22) eingezeichnet. Die Absperrventile (20,21) können ebenso wie das Magnetventil (15) von einer nicht dargestellten, zentralen Steuereinheit gesteuert werden. 



   Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, trockene Absorptionskältemaschinen zu verwenden, wobei also das Kühlmittel von trockenen Absorptionsstoffen aufgenommen bzw. abgegeben wird. 



  Ein bekanntes Mittel dafür ist CaC12. Die Anordnung der porösen Füllstoffe kann dann entfallen. 



   Die Anordnung des Wärmetauschers (12) kann im Auspuffsystem an jeder beliebigen Stelle erfolgen, wobei auf die Einfachheit beim Einbau geachtet werden kann. 



   Die in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen (23) bezeichnete Pumpe dient dazu, den Heizkreislauf für die Austreiber (16) zu unterstützen. 



   Die Anordnung von   Füllkörpern   aus porösem Material im Austreiber kann auch bei kontinuierlich nass arbeitenden Absorptionskältemaschinen vorteilhaft sein. Unter Umständen können solche Füllkörper auch in dem zumeist getrennt angeordneten Absorber angeordnet werden. Bekanntlich wird bei solchen Absorptionskältemaschinen die Absorptionslösung zwischen Austreiber und Absorber hin- und hergepumpt. 



  Durch die Anordnung der porösen   Füllkörper   werden unkontrollierte und den Wirkungsgrad verschlechternde Bewegungen der Absorptionslösung verhindert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kühlaggregat, insbesondere für Fahrzeuge wie Autos, Lastwagen u. dgl., welches eine Kältemaschine nach dem Absorptionsprinzip umfasst, deren Austreiber mit insbesondere vom Antriebsmotor des Fahrzeuges zur Verfügung gestellter Überschusswärme beheizbar ist und wobei in bevorzugter Weise im Austreiber Füllkörper zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit bzw. des Kühlmittelgemisches vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohr (8) vor dem Kühler (10,18) ein Absperrventil (20,21, 22) angeordnet ist und dass der Kondensator (9,17) der Kältemaschine in an sich bekannter Weise luftgekühlt ist.