DE1016726B

DE1016726B - Klimaanlage mit einer Kaeltemaschine

Info

Publication number: DE1016726B
Application number: DEG19029A
Authority: DE
Inventors: Richard Ernest Gould
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1955-02-23
Filing date: 1956-02-21
Publication date: 1957-10-03
Also published as: GB780934A

Description

Klimaanlage mit einer Kältemaschine Die Erfindung bezieht sich auf Klimaanlagen mit einer Kältemaschine, die aus einem Kompressor, einem ersten Verdampferteil, durch den ein Luftstrom hindurchgehen kann, und einem zweiten Verdampferteil, der dem ersten Verdampferteil nachgeschaltet ist, besteht.
Bei einer bekannten Ausführungsform sind zwei mit verschiedener Temperatur arbeitende Verdampfer hintereinander in den Luftstrom eingeschaltet, wobei der Luftstrom so gelenkt wird, daß ein Teil von ihm durch den Verdampfer höherer Temperatur und ein anderer Teil nur durch den Verdampfer tieferer Temperatur gekühlt wird. Der Temperaturunterschied zwischen den beiden Verdampfern wird entsprechend den Änderungen in der relativen Feuchtigkeit und der Temperatur der zu behandelnden Luft verändert.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Klimaanlage, die mit besonderem Vorteil für Kraftfahrzeuge anwendbar ist, wobei der Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges gleichzeitig auch den Kompressor für die Klimaanlage antreibt. Sie bezweckt daher insbesondere den Ausgleich von Schwankungen im Betrieb, wenn der Kompressor je nach Straßen- und Belastungsverhältnissen mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben wird.
Die gestellten Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der zweite Verdampferteil in einem Vorratstank angeordnet ist, durch den eine Kältemittelzuleitung vom Kompressor hindurchgeht, wobei der Kältemittelfluß in dem ersten Verdampferteil von der am Auslaß des zweiten Verdampferteils herrschenden Temperatur gesteuert wird.
Vorzugsweise befinden sich in dem ersten Verdampferteil Kanäle, die mit dem Kühlsystem des Antriebsmotors verbunden sind, so daß heißes Wasser durch sie hindurchgeleitet werden kann. Auf diese Weise wird übermäßige Kühlung vermieden und die Luft erwärmt.
Der erste Verdampferteil und die Wasserkanäle sind vorzugsweise in einem Aggregat vereinigt, das aus einer durch Walzenschweißung hergestellten mehrschichtigen Platte mit Sätzen von Kühlrippen besteht, durch die die Luft hindurchstreichen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf die in ein Kraftfahrzeug eingebaute Anlage gemäß der Erfindung-und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles der in Fig. 1 dargestellten Anlage, wobei einige Teile weggebrochen sind.
Das in Fig.1 schematisch angedeutete Kraftfahrzeug hat einen Hauptfahrgastraum 10 und einen Motorraum 12, in dem sich der Motor 14 befindet, der nicht nur die Laufräder des Fahrzeuges, sondern durch einen Riemen 18 und eine Kupplung auch den Kompressor 16 einer Kältemaschine antreibt. Die Kupplung 20 wird durch eine Magnetspule 22 gesteuert, welche ihrerseits durch einen Handschalter 76 im Fahrgastraum 10 geschaltet werden kann.
Der Auslaß des Kompressors 16 ist mit einer Leitung 24 an den Kondensator 26 angeschlossen, welcher vor dem Motorkühler 28 angeordnet ist, so daß er durch die in den Motorraum 12 eintretende Luft gekühlt wird. Der Auslaß des Kondensators 26 ist hintereinander über eine Leitung 30 mit dem Teil 34 eines Wärmeaustauschers, einem Teil 38 in einem Vorratstank 40, einem ersten Verdampf erteil 32 und einem zweiten Verdampferteil 42 in dem Tank 40 verbunden. Der Auslaß des zweiten Verdampferteils 42 ist durch eine Leitung 36 mit der Ansaugseite des Kompressors 16 verbunden.
Der Tank 40 enthält Wasser oder eine andere Flüssigkeit oder ein Material hoher Wärmeaufnahmefähigkeit. Der Kältemittelfluß zu den Teilen 32 und 42 des Verdampfers wird durch ein Expansionsventil 44 gesteuert, weiches seinerseits durch den Druck in einer geschlossenen Leitung gesteuert wird, die einen Wärmefühler 46 aufweist, der an dem Auslaßende des Teiles 42 angebracht ist, das mit der Saugleitung 36 des Kompressors 16 verbunden ist.
Die Lage und die Einstellung des Wärmefühlers 46 zur Steuerung des Expansionsventils 44 und die Anordnung der Teile 38 und 42 in dem Tank 40 sind so getroffen, daß das Expansionsventil 44 den Kältemittelfluß nach den Teilen 32 und 42 nicht eher abschaltet, bis der Inhalt des Tanks 40 eine sehr niedrige Temperatur hat und bis die Teile 32, 42 mit flüssigem Kältemittel gefüllt sind. Durch diese Maßnahme wird bewirkt, daß der Kompressor 16 immer auf Vollast arbeitet, wenn er angetrieben wird, und das Kältemittel in der Leitung 30 auf seinem Wege in den Verdampferteil 32 vorgekühlt wird.
In dem Fahrgastraum 10 befindet sich ein Wärmeaustauscher 60, der in Fig. 2 im einzelnen veranschaulicht ist und der aus drei Teilen aufgebaut ist: aus dem ersten Verdampfertei1 32, der gerade beschriebenen Klimaanlage mit den für den Durchfluß des Kältemittels vorgesehenen Kanälen 52, den Kanälen 54 für den Durchgang von Flüssigkeit und Sätzen gewellter Rippen 55 für den Durchgang von Luft.
Die Kanäle 52 und 54 sind durch Walzenschweißung von drei übereinandergelegten Blechen, vorzugsweise aus Aluminium, gebildet, nachdem Muster der betreffenden Kanäle mit einem eine Schweißung verhindernden Material zwischen dem unteren und dem mittleren und dem oberen und dem mittleren Blech aufgebracht sind. Nach dem Walzenschweißen werden die Kanäle 52 und 54 schließlich durch Aufweiten der nicht verschweißten Teile durch Flüssigkeits- oder Gasdruck hergestellt.
Die auf diese Weise erhaltenen mehrschichtigen Platten werden dann, wie in Fig. 2 dargestellt, sinusförmig gebogen. Die gewellten Rippen 55 werden dann, wie veranschaulicht, zwischen die geraden Längen der Platten hart eingelötet oder geschweißt, so daß Sätze von Rippen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bögen von Kältekanälen 52 und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kanälen 54 für den Durchgang der Flüssigkeit miteinander verbunden sind, wie aus der Fig. 2 klar hervorgeht. Die Kanäle für die Flüssigkeit werden über die Leitung 62 von dem Antriebsmotor 14 mit heißem Wasser versorgt, wobei der Durchfluß durch das Ventil 64 gesteuert wird, das seinerseits durch den im Fahrgastraum befindlichen Wärmefühler 66 gesteuert wird. Diese Steuerung ist so abgestimmt, daß bei einem Steigen der Temperatur im Fahrgastraum das Ventil 64 sich allmählich schließt.
Um die Luft durch das Aggregat 60 hindurchzudrücken, wird ein Ventilator von einem Elektromotor 70 angetrieben, der von einem in einem Stromkreis mit der Batterie 72 liegenden Schalter 74 gesteuert wird. Wenn die Insassen des Fahrgastraumes wünschen, können sie daher Luft im Fahrgastraum zirkulieren lassen und sie durch das Aggregat 60 hindurchdrücken und so eine Kühl- oder Heizwirkung erzielen.
Im Betrieb bei normal warmem Wetter treibt der Motor 14 bei Schließung des Schalters 76 und Einkuppeln der Kupplung 20 den Kompressor 16 mit Drehzahlen, die sich mit den Straßen- und Belastungsbedingungen ändern und den Bedingungen zur Kühlung des Fahrgastraumes nicht entsprechen. Die Klimaanlage ist jedoch so eingerichtet, daß der Fahrgastraum 10 kühl gehalten werden kann, indem man Luft durch das Aggregat 60 hindurchdrückt, wobei der Fluß des Kältemittels durch das Ventil 44 und den Wärmefühler 46 in üblicher Weise gesteuert wird. Wenn je nach den Wetterbedingungen der Motor 14 den Kompressor 16 für längere Zeit, als nötig, antreibt, wird der Inhalt des Tanks 40 gekühlt, so daß, wenn später eine stärkere Kühlung der Luft erforderlich ist, als der Motor 14 tatsächlich durch Antrieb des Kompressors 16 hergibt, die Vorkühlung des Kältemittels in dem Tank 40 vor dem Eintritt in den ersten Verdampferteil 32 eine genügende Kühlwirkung für die geänderten Bedingungen gewährleistet.
Wenn die Klimaanlage die Luft für einen angenehmen Aufenthalt im Fahrgastraum 10 zu stark kühlt; wird durch die Steuerung des Ventils 64 und des Wärmefühlers 66 heißes Wasser in die Kanäle 54 des Aggregates 60 eingeleitet. Auf diese Weise wird eine zu starke Kühlung der Klimaanlage durch die Heizwirkung des Wassers in der Kühlanlage des Antriebsmotors kompensiert.
Bei kaltem Wetter ist der Schalter 76 geöffnet, so daß die Kältemaschine der Klimaanlage nicht arbeitet: Der Fahrgastraum kann dann durch das in den Kanälen 54 des Aggregates 60 fließende heiße Wasser erwärmt werden, wobei man den Ventilator 70 nach Bedarf einschalten kann.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Klimaanlage mit einer Kältemaschine, bestehend aus einem Kompressor, einem ersten Verdampferteil, durch den ein Luftstrom hindurchgehen kann, und einem zweiten, dem ersten nachgeschalteten Verdampferteil, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verdampferteil (42) in einem Vorratstank (40) angeordnet ist, durch den eine Kältemittelzuleitung (38) vom Kompressor (16) hindurchgeht, wobei der Fluß des Kältemittels zum ersten Verdampferteil (32) von der am Auslaß des zweiten Verdampferteils (42) herrschenden Temperatur gesteuert wird.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, welche vom Antriebsmotor des Fahrzeuges angetrieben werden kann und ein Heizungssystem aufweist, durch das das Kühlwasser des Antriebsmotors zirkuliert; dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verdampfer (32') Kanäle (54, Fig. 2) für den Durchfluß des Kühlwassers aufweist.
3. Klimaanlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Fernbetätigung (76) für eine Kupplung (20) zwischen dem Antriebsmotor (14) und dem Kompressor (16).
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Schalter (74), durch den der Durchfluß der Luft durch den ersten Verdampfer (32) nach Wunsch reguliert werden kann.
5. Klimaanlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verdampfer aus einem mehrschichtigen, nach dem Walzenschweißverfahren hergestellten Aggregat (60, Fig. 2) besteht, in dem die Wasserkanäle (54) und die Kältemittelkanäle (52) in Wärmeaustausch stehen.
6. Klimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat (60) sinusartige Form hat und eine Anzahl gewellter Streifen (55) aufweist, von denen jeder eine Anzahl Wärmeaustauschrippen bildet, die Kanäle für den Durchfluß der Luft bilden, wobei die Streifen (55) so angeordnet sind, daß die an den Wasserkanälen (54) anliegenden und jene an den Kältemittelkanälen (52) anliegenden miteinander abwechseln. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 669 665.