DE10142740A1 - Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage - Google Patents
Verfahren zum Betrieb einer KlimaanlageInfo
- Publication number
- DE10142740A1 DE10142740A1 DE2001142740 DE10142740A DE10142740A1 DE 10142740 A1 DE10142740 A1 DE 10142740A1 DE 2001142740 DE2001142740 DE 2001142740 DE 10142740 A DE10142740 A DE 10142740A DE 10142740 A1 DE10142740 A1 DE 10142740A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- medium
- condensate
- heat exchanger
- air conditioning
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3205—Control means therefor
- B60H1/3207—Control means therefor for minimizing the humidity of the air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
- F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage mit einem in einem Kühlbetriebsmodus der Klimaanlage als Verdampfer zur Kühlung eines Klimatisierungsmediums fungierenden Wärmeübertrager, an dem sich während des Kühlbetriebsmodus ein im Klimatisierungsmedium enthaltendes Kondensmedium abscheidet. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird im Kühlbetriebsmodus eine Abschätzung der Kondensmediumabscheiderate und/oder bei deaktiviertem Kühlbetriebsmodus bzw. bei Implementierung eines wahlweisen Wärmepumpenmodus der Klimaanlage im Wärmepumpenmodus eine Abschätzung der Rate an vom Wärmeübertrager verdunstendem Kondensmedium vorgenommen. DOLLAR A Verwendung z. B. in Fahrzeug-Klimaanlagen.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage mit einem in einem Kühlbetriebsmodus der Klimaanlage als Verdampfer zur Kühlung eines Klimatisierungsmediums fungierenden Wärmeübertrager, an dem sich während des Kühlbetriebsmodus ein im Klimatisierungsmedium enthaltenes Kondensmedium abscheidet. Meist fungiert Luft als das Klimatisierungsmedium, welches Wasser als Kondensmedium enthält.
- Bei in Fahrzeugen eingesetzten Klimaanlagen kann das im Kühlbetriebsmodus am Verdampfer abgeschiedene Wasser in bestimmten Situationen zu unerwünschtem Scheibenbeschlag führen. Dies gilt insbesondere für Klimaanlagen, die wahlweise außer im Kühlbetriebsmodus in einem Wärmepumpenmodus betrieben werden können, in welchem der im Kühlbetriebsmodus als Verdampfer fungierende Wärmeübertrager als Kondensator/Gaskühler fungiert, der dann zur Aufheizung des in den Fahrzeuginnenraum geführten Luftstroms dient. Mit solchen Klimaanlagenauslegungen ist ein kostengünstiger Wärmepumpenbetrieb zusätzlich zum Kühlbetrieb realisierbar. Dies wird zunehmend für Kraftfahrzeuge genutzt, die auf möglichst niedrigen Kraftstoffverbrauch ausgelegt sind und bei denen daher die Heizleistung durch die Abwärme des Antriebsmotors für eine komfortable Innenraumbeheizung nicht mehr ausreicht.
- Besonders starke Scheibenbeschlagneigung tritt auf, wenn die Klimaanlage speziell in der klimatischen Übergangszeit im Frühjahr und Herbst abwechselnd zum Kühlen/Entfeuchten einerseits und zum Heizen andererseits eingesetzt wird. Wenn der im Kühlbetriebsmodus als Verdampfer fungierende Wärmeübertrager von einem vorangegangenen Kühl- /Entfeuchtungsbetrieb noch nass, d. h. mit abgeschiedenem Kondenswasser beladen ist, wird bei beginnendem Wärmepumpenmodus dieses Kondenswasser verdunstet und schlägt sich, wenn keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden, an den noch kalten Fahrzeugscheiben nieder, insbesondere auch an der Windschutzscheibe. Der Wärmepumpenbetrieb zur Beheizung des dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luftstroms sollte daher durch eine Steuerung oder Regelung so begrenzt werden, dass übermäßiger Scheibenbeschlag vermieden wird. Andererseits ist unter Einhaltung dieser Bedingung eine möglichst rasche Aufheizung wünschenswert.
- In der Patentschrift US 6.089.034 wird hierzu vorgeschlagen, nach Aktivierung des Kühlbetriebsmodus einen Scheibenbeschlagverhinderungs- Merker zu setzen, der jeweils nach Aktivierung des Wärmepumpenmodus abgefragt wird. Wenn bei dieser Abfrage festgestellt wird, dass er gesetzt ist, wird ein leistungsbegrenzter Wärmepumpenbetrieb gestartet, bei dem auf einen Lufttemperatur-Sollwert des Luftstroms nach Austritt aus dem im Kühlbetriebsmodus als Verdampfer und im Wärmepumpenmodus als Kondensator betriebenen Wärmeübertrager geregelt wird, welcher gleich der Summe von Außentemperatur, d. h. der Temperatur des von außen angesaugten Luftstroms vor Eintritt in den Wärmeübertrager, und einem Offsetwert ist, der nach fest vorgegebenen Zeitintervallen um fest vorgegebene Stufenbeträge angehoben wird.
- In der Offenlegungsschrift EP 1 078 788 A2 ist ein Betriebsverfahren mit scheibenbeschlagsverhindernden Maßnahmen beschrieben, bei dem die Taupunkttemperatur des Luftstroms nach Austritt aus dem im Kühlbetriebsmodus als Verdampfer und im Wärmepumpenmodus als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager durch Messung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit dieses Austritts-Luftstroms mittels entsprechender Sensoren bestimmt wird. Alternativ kann eine direkte Messung der Taupunkttemperatur mittels eines geeigneten Sensors vorgesehen sein. Des weiteren wird die Windschutzscheibentemperatur gemessen oder indirekt aus Messungen der Außentemperatur, der Innenraumtemperatur und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Der Wärmepumpenbetrieb wird dann auf einen Sollwert der Taupunkttemperatur des Austritts-Luftstroms geregelt, der gleich der Windschutzscheibentemperatur ist. Diese Vorgehensweise benötigt relativ aufwendige Sensorik, insbesondere einen Feuchte- oder Taupunktsensor für die Bestimmung der Taupunkttemperatur des Austritts-Luftstroms.
- Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Klimaanlagen-Betriebsverfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, welches mit vergleichsweise einfachen Mitteln realisierbar ist und Maßnahmen beinhaltet, die insbesondere auch für einen problemlosen, alternierenden Betrieb im Kühlbetriebsmodus und Wärmepumpenmodus günstig sind, bei Anwendung in Fahrzeugen insbesondere zur zuverlässigen Vermeidung von Scheibenbeschlag.
- Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Klimaanlagen-Betriebsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses Verfahren beinhaltet speziell eine quantitative Abschätzung der Kondensmediumabscheiderate im Kühlbetriebsmodus und/oder der Kondensmediumverdunstungsrate bei deaktiviertem Kühlbetriebsmodus bzw. im Fall eines aktivierbaren Wärmepumpenmodus.
- Durch die erstgenannte Maßnahme liegt am Ende eines Kühlbetriebsintervalls eine mindestens näherungsweise Kenntnis darüber vor, mit wieviel kondensierendem Medium der Wärmeübertrager beladen ist. Diese Kenntnis kann dann beispielsweise zur Einstellung einer optimalen, d. h. möglichst geringen Begrenzung der anfänglichen Wärmepumpenleistung in einem nachfolgenden Wärmepumpenbetriebsintervall einer Fahrzeug-Klimaanlage genutzt werden, um einerseits Scheibenbeschlag sicher zu vermeiden und andererseits eine möglichst rasche Innenraumaufheizung zu bewirken. Die Abschätzung der Verdunstungsrate im Wärmepumpenmodus trägt zur Erfassung der Wasserbeladung und damit zur optimalen Steuerung bzw. Regelung der Wärmepumpen- Leistungsbegrenzung bei. Des weiteren kann die selbständige Trocknung des Verdampfers bei deaktiviertem Kühlbetriebsmodus berücksichtigt werden.
- Ein nach Anspruch 2 weitergebildetes Verfahren beinhaltet eine vorteilhafte Art der quantitativen Ermittlung der Kondensmediumabscheiderate im Kühlbetrieb, aus der sich dann durch zeitliche Integration ein entsprechender Kondensmediumbeladungswert bestimmen lässt.
- Beim Verfahren nach Anspruch 3 ist eine vorteilhafte Art der quantitativen Abschätzung der Kondensmediumverdunstungsrate bei deaktiviertem Kühlbetriebsmodus bzw. während des Wärmepumpenmodus vorgesehen, d. h. der Rate, mit welcher im Kühlbetriebsmodus am Wärmeübertrager kondensiertes Medium bei deaktiviertem Kühlbetriebsmodus bzw. aktiviertem Wärmepumpenbetrieb verdunstet. In Ausgestaltung dieses Verfahrens wird gemäß Anspruch 4 die jeweils noch am Wärmeübertrager verbliebene Restmenge an kondensiertem Medium aus der ermittelten Verdunstungsrate bei bekanntem, anfänglichem Beladungswert berechnet. Dadurch lässt sich beispielsweise abschätzen, ab wann der Wärmeübertrager wieder vollständig trocken ist, so dass spätestens dann die Leistungsbegrenzung des Wärmepumpenbetriebs aufgehoben werden kann. Weiterhin kann durch Beobachtung der Verdunstungsrate der Kondensmediumeintrag in das Klimatisierungsmedium überwacht werden.
- Es sei an dieser Stelle hervorgehoben, dass die quantitative Abschätzung sowohl der Kondensmediumabscheiderate bzw. Kondensmediumbeladungsmenge im Kühlbetrieb als auch der Kondensmediumverdunstungsrate bzw. Kondensmediumrestmenge bei deaktiviertem Kühlbetrieb bzw. im Wärmepumpenbetrieb mit relativ einfacher Sensorik möglich ist, wie sie meist schon in herkömmlichen Klimaanlagen z. B. von Fahrzeugen vorhanden ist. Insbesondere ist ein Feuchte- oder Taupunktsensor für den Austritts-Mediumstrom nicht zwingend erforderlich.
- In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 wird der Eintritts- Kondensmediumgehaltswert durch Messung des prozentualen Anteils an kondensierendem Medium im Eintritts-Mediumstrom oder durch Annahme eines maximalen Sättigungskonzentrationswertes als ungünstigstem Fall ermittelt.
- In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 wird der Austritts- Kondensmediumgehaltswert in Abhängigkeit vom ermittelten Eintritts- Kondensmediumgehaltswert, der ermittelten Mediumstrommenge und eines ermittelten Austritts-Temperaturwertes für den Mediumstrom nach Austritt aus dem Wärmeübertrager indirekt und damit ohne Notwendigkeit eines entsprechenden Sensors ermittelt, wie eines Feuchte- oder Taupunktsensors.
- In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 für eine Fahrzeug-Klimaanlage wird der Mengenwert des über den Wärmeübertrager geleiteten Luftstroms zur Fahrzeuginnenraumklimatisierung in Abhängigkeit von Luftfördergebläse- und Luftklappeneinstellungen ermittelt, bei Frischluftbetrieb zusätzlich in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit.
- In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 für eine Fahrzeug-Klimaanlage wird im Umluftbetriebsmodus der Eintritts-Wassergehaltswert des Luftstroms vor dem Wärmeübertrager in Abhängigkeit von der ermittelten Luftmenge, einem fahrzeugspezifisch vorgebbaren Frischluftanteil sowie einem maximalen Wassereintrag durch Fahrzeuginsassen abgeschätzt.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
- Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäß betreibbaren Fahrzeug-Klimaanlage,
- Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Abschätzung der Kondenswasserabscheiderate im Kühlbetrieb der Klimaanlage von Fig. 1 und
- Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Abschätzung der Kondenswasserverdunstungsrate im Wärmepumpenmodus der Klimaanlage von Fig. 1.
- Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Fahrzeug-Klimaanlage weist einen mit dem Kältemittel CO2 oder einem anderen herkömmlichen Kältemittel arbeitenden Kältemittelkreislauf von an sich herkömmlichem Aufbau auf, der so ausgelegt ist, dass die Klimaanlage wahlweise im Kühlbetriebsmodus und im Wärmepumpenmodus betreibbar ist. Die hauptsächlichen Komponenten sind ein Kompressor 1, ein außenliegender, d. h. von einem Außenluftstrom 3 angeströmter Wärmeübertrager 2, ein Expansionselement 4, ein innenliegender, d. h. von einem in einen Fahrzeuginnenraum geleiteten Klimatisierungsluftstrom 5 angeströmter Wärmeübertrager 6 mit zugehörigem Luftfördergebläse 7, ein 4/2-Wegeventil 8 zur Umschaltung der Kältemittelströmungsrichtung beim Wechsel zwischen Kühl- und Wärmepumpenbetrieb und ein Sammler 9.
- Im Kühlbetrieb strömt das Kältemittel in der durch einen zugehörigen Pfeil KB angegebenen Richtung, im Wärmepumpenbetrieb in der dazu entgegengesetzten, durch einen zugehörigen Pfeil WB angezeigten Richtung. Der außenliegende Wärmeübertrager 2 fungiert im Kühlbetrieb als Kondensator/Gaskühler und im Wärmepumpenbetrieb als Verdampfer. Umgekehrt fungiert der innenliegende Wärmeübertrager 6 im Kühlbetrieb als Verdampfer und im Wärmepumpenbetrieb als Kondensator/Gaskühler. Somit kühlt er im Kühlbetrieb den ihm im Frischluifbetrieb durch das Luftfördergebläse 7 von außen und im Umluftbetrieb vom Fahrzeuginnenraum zugeführten Luftstrom 5 ab, während er ihn im Wärmepumpenbetrieb erwärmt. Der vom innenliegenden Wärmeübertrager 6 klimatisierte Luftstrom 5 wird über nicht gezeigte, herkömmliche Luftkanäle, Klappen und Austrittsdüsen in den Fahrzeuginnenraum geleitet, wobei er je nach Bedarf und Systemauslegung über weitere Klimatisierungskomponenten geführt werden kann, insbesondere einen Heizkörper.
- Im Kühlbetrieb kommt es an dem als Verdampfer arbeitenden, innenliegenden Wärmeübertrager 6 zur bekannten Kondenswasserabscheidung. Da das abgeschiedene Kondenswasser bei einer Umschaltung in den Wärmepumpenmodus durch die Aufheizung des innenliegenden Wärmeübertragers 6 in den darüber geführten Luftstrom 5 verdunstet, ist es zur kontrollierten Einstellung der Wärmepumpenleistung zwecks Vermeidung von Scheibenbeschlag wünschenswert, wenigstens eine ungefähre Kenntnis über die Kondenswasserbeladung des innenliegenden Wärmeübertragers 6, d. h. der Menge mWA an auf seiner Oberfläche kondensiertem Wasser, zu besitzen. Zur Abschätzung dieser Kondenswasserbeladung während des Kühlbetriebs wird das nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläuterte Verfahren benutzt.
- Das Kondenswasserbeladungs-Abschätzverfahren beginnt nach Initialisierung z. B. bei Start eines Kühlbetriebsintervalls mit einer Erkennung, ob Frischluft- oder Umluftbetrieb vorliegt (Schritt 20). Dies kann z. B. in herkömmlicher Weise anhand der Stellung einer Frischluft-/Umluftklappe festgestellt werden. Wenn diese Information nicht verfügbar ist, kann alternativ der ungünstigste Fall bei Betrachtung eines reinen Frischluftbetriebs bzw. eines reinen Umluftbetriebs angenommen werden, so dass die geschätzte Kondenswassermenge keinesfalls kleiner als die tatsächliche Kondenswassermenge ist.
- Anschließend wird die über den innenliegenden Wärmeübertrager als Verdampfer geführte Luftmenge mL ermittelt. Dies geschieht wiederum in einer herkömmlichen Weise, bei Frischluftbetrieb unter Verwendung fahrzeugtypischer Kennfelder, welche die Luftmenge in Abhängigkeit von den Einstellungen des Luftfördergebläses und der beteiligten Luftklappen sowie von der Fahrgeschwindigkeit beschreiben, bei Umluftbetrieb unter Verwendung einer Kennlinie, welche die Luftmenge als Funktion der Gebläse- und Klappeneinstellungen beschreibt (Schritt 30).
- Außerdem wird der Luftzustand des Luftstroms 5 vor Eintritt in den Verdampfer ermittelt, insbesondere dessen Wassergehalt FV. Dazu wird bei Frischluftbetrieb die Luftfeuchtigkeit der von außen angesaugten Luft gemessen. Alternativ kann als schlechtester Fall eine relative Luftfeuchtigkeit von 100% angenommen werden. Bei Umluftbetrieb wird der Luftzustand vor dem Verdampfer in Abhängigkeit von der Luftmenge mL, einem fahrzeugspezifischen Frischluftanteil und einem maximalen Wassereintrag durch Fahrzeuginsassen berechnet (Schritt 40). Wenn für die Luftmengenermittlung und die Ermittlung des Luftzustands vor dem Verdampfer keine Information verfügbar ist, ob Frischluft- oder Umluftbetrieb vorliegt, wird der ungünstigste Fall bei Betrachtung eines reinen Frischluftbetriebs bzw. eines reinen Umluftbetriebs angenommen.
- Anschließend wird der Wassergehalt FN des Klimatisierungsluftstroms 5 nach Austritt aus dem Verdampfer als Funktion FN = f(mL, TN, FV, TV) der Luftmenge mL, der Austrittstemperatur TV des Luftstroms 5 nach Austritt aus dem Verdampfer und des Lufteintrittszustands, beschrieben z. B. durch die Eintritts-Temperatur TV und den Eintritts-Wassergehalt FV des Klimatisierungsluftstroms 5 vor Eintritt in den Verdampfer, ermittelt (Schritt 50). Die genaue funktionelle Abhängigkeit von den jeweiligen Größen kann z. B. empirisch bestimmt und in Form entsprechender Kennfelder abgelegt oder auch als Abschätzung des ungünstigsten Falls unter der Annahme eines eintrittsseitig wassergesättigten Luftstroms festgelegt werden.
- Danach lässt sich eine Kondenswasserabscheiderate dmWA/dt als Produkt dmWA/dt = mL(FV - FN) der ermittelten Luftmenge mL mit der Differenz des ermittelten Wassergehaltes FV des Klimatisierungsluftstroms vor Eintritt in den Verdampfer abzüglich des ermittelten Wassergehaltes FN des Klimatisierungsluftstroms nach Austritt aus dem Verdampfer berechnen (Schritt 60). Diese Information kann dann dazu genutzt werden, eine geschätzte, abgeschiedene Kondenswassermenge mWA durch zeitliche Integration der ermittelten Kondenswasserabscheiderate zu bestimmen (Schritt 70), d. h. es liegt damit eine Abschätzung der Kondenswasserbeladungsmenge des im Kühlbetrieb als Verdampfer arbeitenden, innenliegenden Wärmeübertragers 6 vor. In Ausnahmefällen kann die Abscheiderate dmWA/dt auch negative Werte annehmen, d. h. der Verdampfer trocknet ab, was dann entsprechend zu berücksichtigen ist.
- In ähnlicher Weise kann bei Aktivierung des Wärmepumpenmodus bzw. bei deaktiviertem Kühlbetrieb die Kondenswasserverdunstungsrate abgeschätzt werden, wenn der innenliegende Wärmeübertrager von einem vorangegangenen Kühlbetriebsintervall noch nass ist. Dies lässt sich dann insbesondere dafür nutzen, die Wärmepumpenleistung anfänglich gerade in dem Maß zu begrenzen, dass Scheibenbeschlag vermieden wird, und/oder das Ende der Trocknungszeit für den innenliegenden Wärmeübertrager zu bestimmen, d. h. den Zeitpunkt, zu dem er nicht mehr mit Kondenswasser beladen ist. Die zugehörige Vorgehensweise wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert.
- Nach Aktivierung des Wärmepumpenbetriebs bzw. Deaktivierung des Kühlbetriebs wird zunächst eine anfängliche Kondenswasserbeladung des innenliegenden Wärmeübertragers angesetzt. Dies kann insbesondere der nach dem oben beschriebenen Verfahren abgeschätzte Kondenswassermengenwert mWA am Ende eines vorausgegangenen Kühlbetriebsintervalls sein. Ist die Kondenswasserbeladung nicht bekannt, kann alternativ von einer maximalen, anfänglichen Kondenswasserbeladung als ungünstigstem Fall ausgegangen werden (Schritt 100).
- Des weiteren werden in analoger Weise, wie oben zu Fig. 2 erläutert, die Menge mL (Schritt 110), der Eintritts-Wassergehalt FV (Schritt 120) und der Austritts-Wassergehalt FN (Schritt 130) des über den nun als Kondensator/Gaskühler arbeitenden, innenliegenden Wärmeübertrager geführten Klimatisierungsluftstroms 5 ermittelt.
- Dann lässt sich eine geschätzte Kondenswasserverdunstungsrate dmWV/dt als Produkt dmWV/dt = mL (FN - FN) der ermittelten Luftmenge mL mit der Differenz des Austritts-Wassergehaltes FN abzüglich des Eintritts-Wassergehaltes FV berechnen (Schritt 140). Dies ermöglicht eine Abschätzung der noch am innenliegenden Wärmeübertrager vorliegenden Kondenswasserrestmenge als Differenz der anfänglichen Kondenswasserbeladung abzüglich dem Zeitintegral über die ermittelte Kondenswasserverdunstungsrate (Schritt 150). Sobald die so bestimmte Kondenswasserrestmenge den Wert null erreicht, wird auf das Ende der Trocknungszeit erkannt (Schritt 160), d. h. der innenliegende Wärmeübertrager ist vollständig trocken, so dass eine scheibenbeschlagsverhindernde Leistungsbegrenzung des Wärmepumpbetriebs ab diesem Zeitpunkt vollständig aufgehoben werden kann.
- Wie die gezeigten und oben beschriebenen Beispiele zeigen, beinhaltet das erfindungsgemäße Klimaanlagen-Betriebsverfahren eine Abschätzung der Kondenswasserbeladung eines im Kühlbetriebsmodus als Verdampfer arbeitenden Wärmeübertragers. Diese Information kann dann insbesondere zu einer optimalen Steuerung/Regelung der Wärmepumpenleistung z. B. in Fahrzeug-Klimaanlagen genutzt werden, in denen der im Kühlbetrieb als Verdampfer arbeitende Wärmeübertrager in einem Wärmepumpenmodus der Klimaanlage als Kondensator/Gaskühler und damit als ein Heizkörper für die dem Fahrzeuginnenraum zuzuführende, zu klimatisierende Luft fungiert. Durch entsprechende Steuerung/Regelung der Wärmepumpenleistung wird auch in ungünstigen Situationen Scheibenbeschlag sicher verhindert, während andererseits eine möglichst rasche Erwärmung des Fahrzeuginnenraums bewirkt wird. Je nach Anwendungsfall keine eine laufende Abschätzung der Kondenswasserbeladung im Kühlbetriebsmodus und/oder im Wärmepumpenmodus der Klimaanlage erfolgen. Anzumerken ist hierbei, dass die Abschätzung der Kondenswasserbeladung des Wärmeübertragers schon mit in herkömmlichen Klimaanlagen z. B. von Fahrzeugen vorhandener Sensorik realisierbar ist, ohne dass weitere, aufwendige Sensorik zwingend notwendig ist.
- Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf Klimaanlagen beschränkt ist, die mit Luft als Klimatisierungsmedium arbeiten, sondern für alle Klimaanlagen anwendbar ist, die mit einem beliebigen Klimatisierungsmedium arbeiten, das ein am Verdampfer kondensierendes Medium enthält.
Claims (8)
1. Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage mit einem in
einem Kühlbetriebsmodus der Klimaanlage als Verdampfer zur
Kühlung eines Klimatisierungsmediums (5) fungierenden
Wärmeübertrager (6), an dem sich während des Kühlbetriebsmodus ein
im Klimatisierungsmedium enthaltenes Kondensmedium
abscheidet,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Kühlbetriebsmodus die Beladung des Wärmeübertragers (6)
mit sich an ihm abscheidendem Kondensmedium und/oder bei
deaktiviertem Kühlbetriebsmodus oder im Fall eines aktivierten
Wärmepumpenbetriebsmodus der Klimaanlage die
Verdunstungsrate an vom Wärmeübertrager verdunstendem Kondensmedium
abgeschätzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch
folgende Schritte zur Abschätzung der Kondensmediumbeladung
des Wärmeübertragers im Kühlbetriebsmodus:
- Ermitteln eines Eintritts-Kondensmediumgehaltswertes (FV)
des Klimatisierungsmediums (5) vor Eintritt in den
Wärmeübertrager (6),
- Ermitteln eines Mengenwertes (mL) an über den
Wärmeübertrager geleitetem Klimatisierungsmedium,
- Ermitteln eines Austritts-Kondensmediumgehaltswertes (FN)
des Klimatisierungsmediums nach Austritt aus dem
Wärmeübertrager und
- Berechnen einer Kondenswasserabscheiderate (dmWA/dt)
als Produkt (dmWA/dt = mL(FV - FN)) des ermittelten Mengenwertes
mit der Differenz zwischen dem ermittelten
Eintritts-Kondensmediumgehaltswert und dem ermittelten
Austritts-Kondensmediumgehaltswert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter gekennzeichnet
durch folgende Schritte zur Abschätzung der
Kondensmediumverdunstungsrate bei deaktiviertem Kühlbetriebsmodus bzw. im
Wärmepumpenmodus:
- Ermitteln eines Eintritts-Kondensmediumgehaltswertes des
dem Wärmeübertrager (6) zugeführten Klimatisierungsmediums
(5),
- Ermitteln eines Mengenwertes (mL) an über den
Wärmeübertrager geleitetem Klimatisierungsmedium,
- Ermitteln eines Austritts-Kondensmediumgehaltswertes (FN)
des Klimatisierungsmediums nach Austritt aus dem
Wärmeübertrager und
- Berechnen einer Kondensmediumverdunstungsrate
(dmWV/dt) als Produkt (dmWV/dt = mL(FN - FV)) des ermittelten
Mengenwertes mit der Differenz zwischen dem ermittelten Austritts-
Kondensmediumgehaltswert und dem ermittelten
Eintritts-Kondensmediumgehaltswert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet,
dass ein anfänglicher Kondensmediummengenwert ermittelt und
im anschließenden Verlauf des deaktivierten Kühlbetriebsmodus
bzw. des Wärmepumpenmodus ein
Kondensmediumrestmengenwert als Differenz zwischen dem anfänglichen
Kondensmediummengenwert und einem sich durch zeitliche Integration der
berechneten Kondensmediumverdunstungsrate ergebenden
Kondensmediumverdunstungsmengenwert bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter
dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Eintritts-
Kondensmediumgehaltswertes eine Messung des prozentualen
Anteils des Kondensmediums am Klimatisierungsmedium vor
Eintritt in den Wärmeübertrager oder die Annahme eines maximalen
Sättigungsanteils desselben beinhaltet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter
dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Austritts-
Kondensmediumgehaltswertes in Abhängigkeit vom ermittelten
Eintritts-Kondensmediumgehaltswert, vom ermittelten Mengenwert
des Klimatisierungsmediums und von einem ermittelten Austritts-
Temperaturwert (TN) des Klimatisierungsmediums nach Austritt
aus dem Wärmeübertrager erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter
dadurch gekennzeichnet, dass es für eine Fahrzeug-Klimaanlage
vorgesehen ist, bei welcher das Klimatisierungsmedium ein
Klimatisierungsluftstrom und das Kondensmedium Wasser ist und die
Ermittlung des Klimatisierungsluft-Mengenwertes (mL) in
Abhängigkeit von Luftfördergebläse- und Luftklappeneinstellungen sowie
bei Frischluftbetrieb zusätzlich in Abhängigkeit von der
Fahrgeschwindigkeit erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, weiter dadurch gekennzeichnet,
dass bei Umluftbetrieb der Eintritts-Wassergehaltswert in
Abhängigkeit vom ermittelten Klimatisierungsluft-Mengenwert, von einem
fahrzeugspezifischen Frischluftanteil und von einem vorgebbaren,
maximalen Insassen-Wassereintrag erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001142740 DE10142740A1 (de) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001142740 DE10142740A1 (de) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10142740A1 true DE10142740A1 (de) | 2003-03-20 |
Family
ID=7697289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001142740 Withdrawn DE10142740A1 (de) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10142740A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1961592A1 (de) | 2007-02-23 | 2008-08-27 | Behr GmbH & Co. KG | Klimaanlage für ein Fahrzeug |
EP2301779A1 (de) * | 2008-10-15 | 2011-03-30 | Behr-Hella Thermocontrol GmbH | Verfahren zur Ermittlung der Wasserbeladung eines der Kühlung von Luft dienenden Kühlelements einer Fahrzeug-Klimaanlage |
CN112590494A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-02 | 曼德电子电器有限公司 | 热泵控制方法和装置、介质、设备、车辆 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3836049C1 (en) * | 1988-10-22 | 1990-03-08 | Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De | Operating method for an air-conditioning system in a vehicle |
DE3907201A1 (de) * | 1989-03-07 | 1990-09-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Klimaanlage fuer kraftfahrzeuge mit einem von kuehlen auf heizen umschaltbaren kreislauf |
US5301515A (en) * | 1991-02-05 | 1994-04-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Air conditioning apparatus for automobile |
DE19807341A1 (de) * | 1998-02-20 | 1999-09-09 | Audi Ag | Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeug-Klimaanlage |
EP1000784A2 (de) * | 1998-11-10 | 2000-05-17 | Denso Corporation | Fahrzeugklimaanlage mit einer Scheibenantibeschlagsanordnung |
US6089034A (en) * | 1998-11-12 | 2000-07-18 | Daimlerchrysler Corporation | Controller for reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles |
US6112807A (en) * | 1998-06-01 | 2000-09-05 | Ford Motor Company | System and method for defogging a vehicle window |
EP1078788A2 (de) * | 1999-08-20 | 2001-02-28 | Delphi Technologies, Inc. | Kraftfahrzeugklimaanlage |
EP1145883A2 (de) * | 2000-04-10 | 2001-10-17 | Delphi Technologies, Inc. | Verfahren zur Feuchtigkeitsregelung für ein Klimaregelungssystem mit variabler Verdrängung |
WO2001083244A1 (fr) * | 2000-04-28 | 2001-11-08 | Renault | Dispositif de climatisation d'air pour vehicules, et procede de mise en oeuvre d'un tel dispositif |
-
2001
- 2001-08-27 DE DE2001142740 patent/DE10142740A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3836049C1 (en) * | 1988-10-22 | 1990-03-08 | Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De | Operating method for an air-conditioning system in a vehicle |
DE3907201A1 (de) * | 1989-03-07 | 1990-09-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Klimaanlage fuer kraftfahrzeuge mit einem von kuehlen auf heizen umschaltbaren kreislauf |
US5301515A (en) * | 1991-02-05 | 1994-04-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Air conditioning apparatus for automobile |
DE19807341A1 (de) * | 1998-02-20 | 1999-09-09 | Audi Ag | Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeug-Klimaanlage |
US6112807A (en) * | 1998-06-01 | 2000-09-05 | Ford Motor Company | System and method for defogging a vehicle window |
EP1000784A2 (de) * | 1998-11-10 | 2000-05-17 | Denso Corporation | Fahrzeugklimaanlage mit einer Scheibenantibeschlagsanordnung |
US6089034A (en) * | 1998-11-12 | 2000-07-18 | Daimlerchrysler Corporation | Controller for reversible air conditioning and heat pump HVAC system for electric vehicles |
EP1078788A2 (de) * | 1999-08-20 | 2001-02-28 | Delphi Technologies, Inc. | Kraftfahrzeugklimaanlage |
EP1145883A2 (de) * | 2000-04-10 | 2001-10-17 | Delphi Technologies, Inc. | Verfahren zur Feuchtigkeitsregelung für ein Klimaregelungssystem mit variabler Verdrängung |
WO2001083244A1 (fr) * | 2000-04-28 | 2001-11-08 | Renault | Dispositif de climatisation d'air pour vehicules, et procede de mise en oeuvre d'un tel dispositif |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1961592A1 (de) | 2007-02-23 | 2008-08-27 | Behr GmbH & Co. KG | Klimaanlage für ein Fahrzeug |
US8607855B2 (en) | 2007-02-23 | 2013-12-17 | Behr Gmbh & Co. Kg | Cooling system for a motor vehicle |
EP2301779A1 (de) * | 2008-10-15 | 2011-03-30 | Behr-Hella Thermocontrol GmbH | Verfahren zur Ermittlung der Wasserbeladung eines der Kühlung von Luft dienenden Kühlelements einer Fahrzeug-Klimaanlage |
CN112590494A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-02 | 曼德电子电器有限公司 | 热泵控制方法和装置、介质、设备、车辆 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112012004321B4 (de) | Fahrzeugklimatisierungseinrichtung | |
DE112013005737B4 (de) | Fahrzeugklimatisierungseinrichtung | |
DE60201101T2 (de) | Verfahren für Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verhinderung des Kondensierens von Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe | |
DE10220168A1 (de) | Fahrzeugklimaanlage und Regelungsverfahren einer solchen | |
DE10163607A1 (de) | Aufbau und Regelung einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug | |
DE10120242A1 (de) | Klimatisierungssystem für Fahrzeuge | |
DE112017005310T5 (de) | Fahrzeugklimaanlage | |
DE60220091T2 (de) | Mit einer elektronischen steuervorrichtung ausgestattete kraftfahrzeug-klimaanlage | |
DE102005047027A1 (de) | Kraftfahrzeug-Klimasystem | |
DE10051582C2 (de) | Fahrzeugklimaanlage | |
DE112017002786T5 (de) | Fahrzeugklimatisierungseinrichtung | |
DE10053426C2 (de) | Klimaanlage für Fahrzeuge | |
DE10325606B4 (de) | Verfahren für eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einem Kühlkreislauf mit Heizfunktion | |
DE102007034821A1 (de) | Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zu deren Betrieb | |
DE102018205169A1 (de) | Verfahren zum Steuern einer Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs und Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Wärmepumpeneinheit | |
DE112017005996T5 (de) | Fahrzeugklimaanlage bzw. -vorrichtung | |
EP1937500A1 (de) | Regelvorrichtung für ein kraftfahrzeug und verfahren zur regelung | |
DE112022001199T5 (de) | Klimaanlage | |
DE102004032897A1 (de) | Klimaanlage für Fahrzeuge und Verfahren zur Steuerung | |
DE102014106864B4 (de) | Steuerverfahren eines Klimatisierungssystems für ein Fahrzeug | |
DE19745028A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur verdampfervereisungsgeschützten Klimaanlagensteuerung | |
EP1572478B1 (de) | Verfahren zur klimatisierung eines kraftfahrzeugs | |
DE10142740A1 (de) | Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage | |
DE60316318T2 (de) | Mit einer Vorrichtung zum Erfassen und Schützen von Atmosphärenflüssigkeit ausgestattete Klimaanlage | |
DE112015001867T5 (de) | Kühlvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120301 |