DE10060848A1

DE10060848A1 - Fahrzeug-Standklimaanlage mit integriertem Kühlschrank

Info

Publication number: DE10060848A1
Application number: DE10060848A
Authority: DE
Inventors: Andreas Krompass; Andreas Ludwig
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH; Webasto Thermosysteme International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Standklimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem Kältespeicher (12). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein Kühlschrank (17) zum Eintragen von Kälte in dessen Innenraum an den Kältespeicher (12) gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Standklimaanlage für ein Fahrzeug, insbe sondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem Kältespeicher.

Derartige Standklimaanlagen sind bei einem Nutzfahrzeug typischerweise in der Fahrzeugkabine an deren Rückwand beispielsweise unterhalb des Dachs ange bracht. Ausgeführt ist die in Rede stehende Klimaanlage beispielsweise mit ei nem Kältespeicher in Gestalt von zumindest einem Eisspeicherelement, welches bei der Fahrt des Fahrzeugs mit Kälte geladen wird, indem das mit wasserähnli chem Medium gefüllte Eisspeicherelement eingefroren wird. Bei stehendem Fahrzeug steht die derart gespeicherte Kälte dann zur Kabinenkühlung zur Ver fügung. Eine Alternative zu einem Kältespeicher mit Eisspeicherelement ist ein Kältespeicher im Rahmen eines Sekundärsolekreislaufs mit Wärmetauscher.

Kühlschränke an Bord von Fahrzeugen werden bislang mit Elektrizität oder Gas betrieben. Im Fall eines elektrischen Betriebs wird auf die fahrzeugeigene Strom versorgung für den Kühlschrank zurückgegriffen. Dies hat den Nachteil, daß die Fahrzeugbatterien belastet werden, wenn das Fahrzeug sich im Stand befindet. Außerdem nehmen derartige Kühlschränke einen nicht unerheblichen Platz bei spielsweise im Bereich des Mitteltunnels einer Fahrerkabine ein. Im Fall von gas betriebenen Kühlschränken müssen Gasbehälter mitgeführt und möglichst kollisi onssicher untergebracht werden. Es ist auch bekannt, Kühlschränke in Gestalt von sogenannten Kühlboxen zu verwenden, die den Vorteil haben, portabel zu sein und nachträglich eingebaut werden zu können. Derartige Kühlboxen werden ebenfalls über die fahrzeugeigene Stromversorgung mit Energie versorgt und er fordern ebenfalls Platz, beispielsweise im Kofferraum oder in der Fahrerkabine.

Bei elektrisch betriebenen Kühlboxen wird die Abwärme in der Regel in die Kabi ne abgegeben und führt zu einer zusätzlichen Aufheizung. Zusätzlich ist der Be trieb mit einer Geräuschentwicklung durch Kompressor und/oder Gebläse ver bunden.

Im übrigen wird der Begriff "Kühlschrank" vorliegend auch genutzt für einen ge kühlten Stauraum in der Fahrerkabine bzw. im Fahrgastraum. Der Begriff Eisspeicherelement umfaßt auch Eisspeicher, die mit Gashydraten betrieben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in die eingangs genannte Standklima anlage einen Kühlschrank einzubinden, um die dem Stand der Technik innewoh nende Nachteile eines großen Platzbedarfs und der Belastung des fahrzeugeige nen Stromversorgung zu überwinden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird die Fahrzeug-Standklimaanlage zum Betrieb eines Kühl schranks genutzt, indem die von der Standklimaanlage bereitgestellte Kälte in den Innenraum des Kühlschranks eingetragen wird, der zu diesem Zweck mit den Kältespeichern der Standklimaanlage gekoppelt ist. Der erfindungsgemäße An satz, die während der Fahrt mit Energie versorgte Standklimaanlage zum Betrieb eines Kühlschranks zu nutzen, hat den Vorteil, daß die fahrzeugeigene Stromver sorgung durch den Kühlschrank bei stehendem Fahrzeug nicht belastet wird bzw. das Mitführen von Gasflaschen sich erübrigt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zumindest dann, wenn der Kühlschrank unmittelbar im Bereich des Kälte speichers der Standklimaanlage positioniert ist, wertvoller Unterbringungsraum für den Kühlschrank in der Fahrerkabine eingespart wird.

Ein vorteilhafter Zusatznutzen besteht darin, daß im Kühlschrank anfallendes Kondenswasser zusammen mit dem Kondenswasser der Standklimaanlage ab geführt werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Konzepts besteht darin, daß bei ei nem Betrieb des Kühlschranks keine zusätzliche Wärmelast in die Kabine einge tragen wird.

Bei der Variante einer Fahrzeug-Standklimaanlage, bei welcher der Kältespeicher zumindest ein Eisspeicherelement umfaßt, das während der Fahrzeugfahrt mit Kälte geladen wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Kühlschrank mit dem Eisspeicherelement verbunden ist. Eine platzsparende Variante der Kälte zufuhr bei dieser Ausführungsform sieht vor, daß der Kühlschrank mit einem Kälte- bzw. wärmedurchlässigen Wandabschnitt, bevorzugt mit seiner Rückwand unmittelbar an das Eisspeicherelement angrenzend z. B. in der Rückwand der Fahrerkabine angeordnet ist. Dieser Wandabschnitt kann beispielsweise als ein von Isolationsmaterial freier Teil der Kühlschrankrückwand realisiert sein.

Alternativ zu der unmittelbaren Kälte- bzw. Wärmeankopplung des Kühlschranks an das Eisspeicherelement kann ein zwischengeschaltetes Kälteübertragungs mittel vorgesehen sein, wodurch der Kühlschrank mittelbar mit dem Eisspeiche reement des Kältespeichers verbunden ist. Das Kälteübertragungsmittel wird entweder von Luft in einem Luftkanal gebildet, der mit einem Ende an das Eisspeicherelement angrenzt, und der mit dem anderen Ende in das Kühlschran kinnere mündet, wobei bevorzugt im Luftkanal ein Gebläse integriert ist. Gemäß einer anderen Variante wird als Kälteübertragungsmittel eine in einem Solekreis lauf zirkulierende Flüssigkeit verwendet, durch welchen das Eisspeicherelement und der Kühlschrank angeschlossen sind. Diese beiden Varianten haben den Vorteil, daß der Kühlschrank an beliebiger Stelle in der Fahrgastzelle bzw. in der Fahrerkabine untergebracht werden kann, daß ein Staufach beispielsweise im Mittelkanal, an der Seite der Fahrerkabine oder unter der Liege der Fahrerkabine als Kühlschrank, ggf. nach entsprechenden Isolationsmaßnahmen, oder als Kühl schrankaufnahmeraum genutzt werden kann.

Bei einer Fahrzeug-Standklimaanlage, bei welcher der Kältespeicher ein Speicher in einem Sekundärkreislauf mit Wärmetauscher ist, ist der Kühlschrank in Über einstimmung mit dem erfindungsgemäßen Prinzip an den Sekundärkreislauf an geschlossen, und zwar bevorzugt mittels eine Soleschleife, die ggf eine Pumpe und/oder ein Magnetventil umfaßt, um eine problemlose Steuerung der Kältezu fuhr zum Kühlschrank zu gewährleisten.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Ein gesondertes Kälteerzeugungsaggregat für den Kühlschrank kann entfallen, weil dieser unmittelbar die Kältekapazität des Kältespeichers der Fahrzeug- Standklimaanlage nutzt. Bei Einbau des Kühlschranks an der Kabinenrückwand, an welcher typischerweise die Fahrzeug-Standklimaanlage installiert ist, ist ge währleistet, daß für die Unterbringung des Kühlschranks nur ein minimaler Raum benötigt wird. Im Kühlschrank anfallendes Kondenswasser kann problemlos zu sammen mit dem Kondenswasser der Standklimaanlage abgeführt werden. Bei Nutzung des Kühlschranks in geparktem Fahrzeug wird keine unangenehme zu sätzliche Wärmelast in die Kabine eingetragen. Bei einem Standklimakonzept mit Sekundärsolekreislauf zur Kälteübertragung kann relativ einfach über eine Sole schleife Kälte in das Kühlfach des Kühlschranks eingetragen werden. Bei ent sprechender Einbindung des Kühlschranks kann dieser völlig geräuschlos betrie ben werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher er läutet es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Kältespeicher einer Standklimaanlage, die in eine Fahrerkabinenrückwand des Fahrzeugs eingebaut ist,

Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1 mit einem unmittelbar an den Kältespeicher der Standklimaanlage angekoppelten Kühlschrank,

Fig. 3 ein Ankopplungskonzept für verschiedene Kühlschrankeinheiten an eine bestehende Fahrzeug-Klimaanlage mittels Kälteübertragungsmittel, und

Fig. 4 eine Kälteversorgung für einen Kühlschrank durch eine Fahrzeug- Standklimaanlage, welche in Gestalt eines Sekundärsolekreislaufs reali siert ist.

Der in Fig. 1 gezeigte Kältespeicher 12 für eine im übrigen nicht dargestellte Standklimaanlage ist zusammen mit deren übrigen Aggregaten beispielsweise in der Rückwand 10 einer Fahrerkabine installiert und zu deren Innenseiten in mit tels einer Verkleidung abgedeckt. Der Kältespeicher 12 umfaßt bei der darge stellten Variante drei Eisspeicherelemente 13, 14 und 15 in zylindrischer Form mit nicht näher dargestellter profilierter Außenwandung und einer Füllung aus was serähnlichem Kältespeichermedium. Das Kältespeichermedium wird bei fahren dem Fahrzeug mittels hierfür geeigneter Aggregate - beispielsweise einen zwei ten Verdampfer der Fahrzeugklimaanlage - eingefroren und gibt bei stehendem Fahrzeug Kälte ab, die von den Eisspeicherelementen 13 bis 15 beispielsweise durch an diesen vorbeistreichende Luft abgeführt und in die Fahrerkabine einge tragen wird. Die Eisspeicherelemente 13 bis 15 sind in einem wärmeisolierenden Gehäuse 16 untergebracht.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 mit einem Kühlschrank 17, der un mittelbar an die Eisspeicherelemente 13 bis 15 des Kältespeichers 12 gekoppelt ist. Zu diesem Zweck ist die vordere Wand des Gehäuses 16 des Kältespeichers 12 ausgenommen und der Kühlschrank 17 ist im Bereich dieser Ausnehmung an das Gehäuse 16 so angebaut, daß der Innenraum des Kühlschranks 17 unmittelbar an die Eisspeicherelement 13 bis 15 angrenzt. Zu diesem Zweck ist die übli cherweise wärmeisolierte Rückwand des Kühlschranks 17 frei von Isolierungs maßnahmen gebildet und ein relativ dünner, gut wärmeleitender Rückwandab schnitt 18 des Kühlschranks 17 liegt unmittelbar an den Eisspeicherelementen 13 bis 15 an, so daß diese Kälte in den Innenraum des Kühlschranks 17 ungehindert einzutragen vermögen. Die Verkleidung 11 von Fig. 1 ist an den Aufbau des Kühlschranks 17 angepaßt und bezieht gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 nunmehr auch den Kühlschrank 17 bis auf dessen Vordertür in ihre Abdeckfunk tion mit ein.

Eine alternative Kälteversorgung für einen erfindungsgemäß mit einer Fahrzeug- Standklimaanlage gekoppelten Kühlschrank geht aus Fig. 3 hervor. Diese zeigt schematisch eine Fahrzeug-Standklimaanlage, mehrere Kühlschränke in Gestalt von Staufächern und deren Anbindung an die Standklimaanlage. In Fig. 3 ist die Standklimaanlage mit der Bezugsziffer 19 bezeichnet, wobei die Kältespeicher in der Zeichnung weggelassen wurden. Die Anlage weist drei Kühlschränke 20, 21 und 22 auf, die beispielsweise in der Fahrerkabine untergebracht sind. Diese Kühlschränke 20, 21, 22 sind entweder in Staufächern der Fahrerkabine unterge bracht oder diese Staufächer selbst sind als isolierende Räume im Sinne eines Kühlschranks gebildet. Im Gegensatz zu Fig. 2 sind die Kühlschränke 20, 21, 22 räumlich entfernt von der Standklimaanlage, insbesondere von deren Kältespei cher angeordnet, so daß zwischen den Kühlschränken 20, 21, 22 und der Stand klimaanlage 19 Kälteübertragungsmittel erforderlich sind. Für die Kühlschränke 20 und 22 wird das Kälteübertragungsmittel von Luft gebildet, die durch isolierte Luftkanäle 23 zirkuliert. In diesen Luftkanälen 23 können auch Gebläse angeord net sein, wie etwa ein Gebläse 24 im Luftkanal zum Kühlschrank 22, um die Kälte vom Kältespeicher der Klimanlage 19 effizient zum Kühlschrank 22 zu übertra gen.

Ein zu der Luft in den Luftkanälen 23 alternatives Kälteübertragungsmittel wird für den Kühlschrank 21 genutzt. Dieses Kälteübertragungmittel wird von einer Flüssigkeit gebildet, die beispielsweise in einen Solekreislauf 25 mittels einer Pumpe 26 zirkuliert. Die Pumpe 26 ist in einer Zuleitung 32 von der Standklimaanlage 19 zum Kühlschrank 21 angeordnet. Der Solekreislauf 25 wird durch eine Rücklei tung 33 zwischen dem Kühlschrank 21 und der Standklimaanlage 19 vervollstän digt. Durch diese Anordnung sind Kühlschränke bzw. kühlbare Staufächer an ei nem beliebigen Ort in einer Fahrerkabine unterbringbar.

In einer vereinfachten Ausführung ohne Pumpe kann die Umwälzung des Sole kreislaufs durch freie Konvektion im Kreislauf erfolgen.

Fig. 4 zeigt ein anderes Konzept einer Standklimaanlage, das auf einem Sekun därsolekreislauf basiert, der einen Wärmetauscher 27, einen mit diesem verbun denen Kältespeicher 28 und eine Pumpe 29 in einer der beiden den Kreislauf zwischen Wärmetauscher 27 und Kältespeicher 28 bildenden Leitungen 34, 35 umfaßt. An diesen Sekundärsolekreislauf ist ein Kühlschrank 31 über zwei Ab zweigleitungen 36, 37 angeschlossen, von denen eine Abzweigleitung 36 eine weitere Pumpe 30 enthält. Auch bei diesem Standklimaanlagenkonzept wird durch die Standklimaanlage bereitgestellte und während der Fahrt des Fahrzeugs nachgeladene Kälte zur Kühlung des Kühlschranks 31 genutzt. Zusätzlich zu den Pumpen 29, 30 oder alternativ hierzu kann ein Magnetventil 38 zur getakteten oder kontinuierlichen Steuerung des Durchflusses durch die Abzweigleitungen 36 bzw. 37 vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

10

Rückwand

11

Verkleidung

12

Kältespeicher

13

Eisspeicherelemente

14

Eisspeicherelemente

15

Eisspeicherelemente

16

Gehäuse

17

Kühlschrank

18

Rückwandabschnitt

19

Standklimaanlage

20

Kühlschrank

21

Kühlschrank

22

Kühlschrank

23

Luftkanal

24

Gebläse

25

Solekreislauf

26

Pumpe

27

Wärmetauscher

28

Kältespeicher

29

Pumpe

30

Pumpe

31

Kühlschrank

32

Zuleitung

33

Rückleitung

34

Leitung

35

Leitung

36

Abzweigleitung

37

Abzweigleitung

38

Magnetventil

Claims

1. Standklimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem zumindest ein während der Fahrt mit Kälte ladbares Eisspei cherelement (13, 14, 15) umfassenden Kältespeicher (12), dadurch ge kennzeichnet, daß ein Kühlschrank (17, 20, 21, 22, 31) zum Eintragen von Kälte in dessen Innenraum an den Kältespeicher (12) gekoppelt ist.

2. Standklimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlschrank (17) mit dem Eisspeicherelement (13, 14, 15) zu einer Bau einheit verbunden ist.

3. Standklimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlschrank (17) mit einem kälte- bzw. wärmedurchlässigen Wandab schnitt (18) unmittelbar an das Eisspeicherelement (13, 14, 15) angrenzt.

4. Standklimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabschnitt (18) ein von Isolationsmaterial freier Teil der Kühlschrank- Rückwand ist.

5. Standklimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlschrank 20, 21, 22) über ein zwischenge schaltetes Kälteübertragungsmittel mittelbar mit dem Eisspeicherelement (13, 14, 15) der Standklimaanlage (19) verbunden ist.

6. Standklimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kälteübertragungsmittel von Luft in einem Luftkanal (23) gebildet wird, der mit einem Ende an das Eisspeicherelement der Standklimaanlage (19) an grenzt, und der mit dem anderen Ende in das Innere des Kühlschranks (20, 22) mündet bzw. an eine Kälteübertragungsstelle desselben angrenzt.

7. Standklimaanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftkanal (23) ein Gebläse (24) integriert ist.

8. Standklimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kälteübertragungsmittel eine in einem Solekreislauf (25) zirkulierende Flüssigkeit umfaßt, an welchen das Eisspeicherelement der Standklima anlage (19) und der Kühlschrank (21) angeschlossen sind.

9. Standklimaanlage nach Anspruch 1, bei welcher der Kältespeicher ein Speicher (28) in einem Sekundärsolekreislauf mit Wärmetauscher (27) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlschrank (31) an den Leitungen (34, 35) umfassenden Sekundärsolekreislauf angeschlossen ist.

10. Standklimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlschrank (31) über Abzweigleitungen (36, 37) an die Leitungen (34, 35) des Sekundärsolekreislaufs angeschlossen ist.

11. Standklimaanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Abzweigleitungen (36, 37) eine Pumpe (30) angeordnet ist.

12. Standklimaanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß durch die Abzweigleitungen (36, 37) über ein Magnet ventil (38) gesteuert ist.