DE102004032276A1

DE102004032276A1 - Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004032276A1
Application number: DE102004032276A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Kemle; Bernd Dipl.-Ing. Schäfer; Thomas Tscheppe
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2006-01-19
Also published as: WO2006002880A1; EP1776551A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Eine solche Klimaanlage weist wenigstens einen Verdichter (11), einen Kühler (1), eine weitere Wärmeübertragungseinrichtung (4), wenigstens eine erste Strömungseinrichtung (5) und einen Verdampfer (7) auf. Die vorgenannten Komponenten bilden wenigstens einen Teil des Kühlmittelkreislaufs, welcher von einem Kältemittel durchströmt wird. Die erfindungsgemäße Klimaanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Strömungseinrichtung (10') vorgesehen ist, welche das Fluid in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer und in Strömungsrichtung vor der weiteren Wärmeübertragungseinrichtung in seinen wesentlichen thermodynamischen Eigenschaften verändert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug zur Temperierung eines Luftstroms, welcher vorzugsweise in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges geleitet wird. Die Erfindung betrifft ferner auch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Klimaanlage.

Um den Anforderungen der heutigen Kraftfahrzeugnutzer in bezug auf den Komfort eines Kraftfahrzeuges zu entsprechen, ist es vermehrt üblich zur Temperierung von Kraftfahrtzeuginnenräumen Klimaanlagen zu verwenden, welche es ermöglichen insbesondere die Lufttemperatur des Fahrzeuginnenraums zu regeln und den individuellen Wünschen der Fahrzeuginsassen anzupassen.

Solche Klimaanlagen weisen insbesondere bei der Verwendung von CO₂ als Kältemittel innere Wärmeübertrager auf, wobei insbesondere aus Kostengründen Verdichter verwendet werden, die ein fixes Hubvolumen aufweisen.

Um bei solchen Klimaanlagen eine bedarfsgerechte Leistungsregelung zu ermöglichen, wird gemäß dem Stand der Technik der Verdichter zyklisch ein- und ausgeschaltet, um somit in Abhängigkeit von der Betriebsdauer die notwendige Wärmeenergie über einen Verdampfer aus dem Luftstrom, welcher beispielsweise in den Fahrgastinnenraum geleitet wird, abzuführen.

Aufgrund der zyklischen oder azyklischen Ein- und Ausschaltvorgänge, ist jedoch keine stufenlose – insbesondere keine kontinuierliche – Leistungsregelung möglich. Ferner sind durch diese Betriebsweise beispielsweise Drehmomentstöße bekannt, die durch das abrupte Ein- und Ausschalten hervorgerufen werden und zu unerwünschten Geräuschen und zu erhöhtem Verschleiß führen können. Ferner kann durch diese Betriebsweise auch das Temperaturniveau des abzukühlenden Luftstromes nicht konstant gehalten werden, da die Wärmeenergie unterschiedlich abgeführt wird, wodurch insbesondere unter dem Aspekt einer komfortablen Innenraumklimatisierung eines Kraftfahrzeuges Nachteile in Kauf genommen werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, die im Stand der Technik bekannten Nachteile wenigstens teilweise zu verbessern und insbesondere eine verbesserte Leistungsregelung einer solchen Klimaanlage bereit zu stellen.

Die Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Klimaanlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner löst die Aufgabe auch ein Verfahren gemäß Anspruch 12. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, weist wenigstens einen Verdichter, einen Kühler, eine weitere Wärmeübertragungseinrichtung, wenigstens eine erste Strömungseinrichtung, welche insbesondere ein Expansionsventil ist, und einen Verdampfer auf. Diese einzelnen Komponenten bilden wenigstens einen Teil eines Kühlmittelkreislaufs, der von einem Fluid durchströmt wird.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass neben der wenigstens einen ersten Strömungseinrichtung mindestens eine weitere Strömungseinrichtung vorgesehen ist, welche das Fluid in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer in seinen thermodynamischen Eigenschaften, wie beispielsweise Druck und/oder Temperatur, verändert, bevor es dem Verdichter bzw. der weiteren Wärmeübertragungseinrichtung zugeführt wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für eine erfindungsgemäße Klimaanlage als Fluid ein Kältemittel verwendet, das einer Gruppe entnommen ist, welche beispielsweise R744, R134A und dergleichen aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung strömt das Kältemittel vom Verdichter aus zu einem Kühler, anschließend zu einem inneren Wärmeübertrager, nachfolgend zu wenigstens einer ersten Strömungseinrichtung und über einen Verdampfer und den inneren Wärmeübertrager zurück zu dem Verdichter. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer und vor dem Verdichter ein Akkumulator vorgesehen, der insbesondere ein Kältemittelsammler für das Kältemittel ist.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführurgsform der vorliegenden Erfindung ist die Strömungseinrichtung, insbesondere die weitere Strömungseinrichtung, eine regelbare Drossel. Es liegt auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, eine Drossel mit fest eingestelltem Drosselquerschnitt zu verwenden.

Die weitere Wärmeübertragungseinrichtung ist bevorzugt gemäß der vorliegenden Erfindung ein innerer Wärmeübertrager (IWT), mit welchem das Kältemittel vor dem Eintritt in die erste Strömungseinrichtung durch das rückströmende Kältemittel, welches aus dem Verdampfer ausgetreten ist, gekühlt wird. Im Gegenzug dazu wird das zum Verdichter zurückströmende Kältemittel erwärmt. Die Verwendung eines inneren Wärmeübertragers dient insbesondere zur Erhöhung der Enthalpiedifferenz des Kältemittels zwischen Verdampfereintritt und -austritt, wobei hierdurch unter anderem eine Steigerung des Wirkungsgrads der Klimaanlage erreicht werden kann.

Durch Einbau einer weiteren Strömungseinrichtung (Drossel) reduziert sich insbesondere der Druck des Kältemittels am Verdichtereintritt, wodurch an dieser Stelle die Kältemitteldichte und dadurch der Kältemittelmassestrom im Kältekreislauf reduziert werden können. In Abhängigkeit der Drosselstellung kann ferner die Kälteleistung der Klimaanlage bedarfsgerecht geregelt wer den. Der Austrittsdampfgehalt des Kältemittels nach dem Verdampfer ist in den meisten Lastpunkten kleiner gleich 1. Das Kältemittel kann aber auch unter bestimmten Umständen als überhitztes Gas vorliegen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die vorgenannte weitere Strömungseinrichtung in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer angeordnet. Besonders bevorzugt wird die weitere Strömungseinrichtung auch nach dem Verdampfer und im wesentlichen vor der weiteren Wärmeübertragungseinrichtung angeordnet. Dies beinhaltet insbesondere auch die Anordnung vor einem Akkumulator.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die weitere Strömungseinrichtung nach dem Verdampfer und dem zuvor genannten Akkumulator angeordnet, wobei auch bei dieser Anordnung, wie bei den vorgenannten Varianten, gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform die weitere Strömungseinrichtung im wesentlichen vor der weiteren Wärmeübertragungseinrichtung angeordnet wird.

Es liegt auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, dass die weitere Strömungseinrichtung mit einem der anderen Bauteile der Klimaanlage kombiniert wird. So kann beispielsweise insbesondere die weitere Strömungseinrichtung mit dem Verdampfer, dem Akkumulator und/oder der weiteren Wärmeübertragungseinrichtung, insbesondere als Bauteil kombiniert werden, so dass für den Zusammenbau einer solchen Klimaanlage weniger Einzelkomponenten zusammengefügt werden müssen.

Als im wesentlichen vor der weiteren Wärmeübertragungseinrichtung wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Position verstanden, die lokal getrennt oder aber auch im Eintrittsbereich der inneren Wärmeübertragungseinrichtung liegt.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Klimaanlage in einen Niederdruck und einen Hochdruckbereich für das Kältemittel aufgeteilt, wobei sich der Hochdruckbereich im wesentlichen nach dem Verdichter und vor der ersten Strömungseinrichtung erstreckt und der Niederdruckbereich zwischen der ersten Strömungseinrichtung und dem Eingang in den Verdichter befindet. Die weitere Wärmeübertragungseinrichtung wird sowohl von dem Hochdruckbereich, als auch vom Niederdruckbereich des Kältemittels durchströmt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt der Druck des Kältemittels, insbesondere bei der Verwendung von CO₂ als Kältemittel, im Niederdruckbereich zwischen 20 bar und 65 bar, bevorzugt zwischen 30 bar und 50 bar. Der Druck des Kältemittels im Hochdruckbereich der erfindungsgemäßen Klimaanlage liegt zwischen 40 bar und 150 bar, bevorzugt zwischen 50 bar und 133 bar, und besonders bevorzugt zwischen 55 und 130 bar.

Ferner liegt es im Sinn der vorliegenden Erfindung, dass der Druck des Kältemittels im Niederdruckbereich durch die wenigstens eine weitere Strömungseinrichtung um einen Druck zwischen 0 bar und 25 bar, bevorzugt zwischen 3 bar und 15 bar, und besonders bevorzugt zwischen 5 bar und 10 bar abgesenkt wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kältemittelstrom nach dem Erwärmen des Kältemittels in wenigstens einem Verdampfer in wenigstens einer weiteren Strömungseinrichtung entspannt wird, bevor das Kältemittel zur Wärmeübertragung zwischen dem Hochdruck- und Niederdruckbereich in den weiteren Wärmeübertrager geleitet wird.

Es liegt auch im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass neben der Drosselung des Kältemittels vor dem Einlass in die weitere Wärmeübertragungseinrichtung beispielsweise eine dritte Strömungseinrichtung vorgesehen ist, welche das Fluid nach dem Austritt aus dem inneren Wärmeübertrager und vor dem Eintritt in den Verdichter nochmals entspannt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert, ohne hierdurch den allgemeinen Anspruch der vorliegenden Erfindung zu schmälern.
So zeigt:
1: den schematischen Aufbau einer Klimaanlage gemäß dem Stand der Technik;
2: den schematischen Aufbau einer Klimaanlage gemäß der vorliegenden Erfindung;
3: ein Enthalpie (h)/Druck(p)-Diagramm für eine Klimaanlage gemäß 1;
4: ein Enthalpie (h)/Druck(p)-Diagramm für eine Klimaanlage gemäß 2;
5: eine Gegenüberstellung der Enthalpie (h)/Druck(p)-Diagramme gemäß 3 und 4.
Die 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Klimaanlage gemäß dem Stand der Technik. Es tritt, entsprechend der Pfeilrichtung, das Kältemittel in einen ersten Wärmeübertrager 1, hier einen Kühler, ein und gibt an die Umgebungsluft (Außenluft eines Kraftfahrzeuges), die den Kühler entsprechend den Pfeilen 2, 2' durchströmt, Wärme ab. Hierdurch wird die Luft vom Eintritt 2 zum Austritt 2' erwärmt und das Kältemittel vom Eintritt 3 zum Austritt 3' abgekühlt. Dieses abgekühlte Kältemittel wird durch die Hochdruckseite des inneren Wärmeübertragers 4 geleitet. Das Kältemittel wird durch die nachfolgende Expansion in der ersten Strömungseinrichtung 5, hier einem Expansionsventil, abgekühlt und im Druckniveau abgesenkt und nachfolgend einem zweiten Wärmeübertrager, hier einem Verdampfer 7, auf der Eintrittseite 6 zugeführt. In diesem Verdampfer kann das Kältemittel die warme Umgebungsluft, bzw. den Luftstrom (Pfeil 8, 8'), welcher beispielsweise in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges geleitet wird, abkühlen.
Das nun aufgrund der Wärmeübertragung in dem Verdampfer 7 erwärmte Fluid tritt auf der Seite 6' aus und durchströmt nachfolgend, gemäß der hier dargestellten Ausführung, einen Akkumulator 9. Vom Akkumulator aus gelangt das Kältemittel in den Niederdruckabschnitt des inneren Wärmetauschers 4 und wird nach dessen Austritt einer weiteren Expansion durch die Drossel 10 unterzogen. Durch die Expansion werden wiederum die Temperatur und der Druck des Kältemittels erniedrigt, wobei das Kältemittel mit einer niedrigeren Dichte dem Verdichter 11 zugeführt wird. Im Verdichter selbst erfolgt die Kompression des Kältemittels, das anschließend wiederum dem Kühler 1 zugeführt wird.
Das zu diesem Kreisprozess gehörende Enthalpie (h)/Druck(p)-Diagramm ist in der 3 dargestellt. Hierbei sind auf der Abszisse die Enthalpie (h), auf der Ordinate der Druck (p) und zusätzlich im Diagramm die Isothermen angegeben. Das Kältemittel am Punkt 31 verlässt mit einer hohen Enthalpie den Kältemittelverdichter und wird dem Kühler zugeführt. In diesem Gaskühler wird thermische Energie vom Kältemittel abgeführt, wobei im wesentlichen der Druck auf konstantem Niveau bleibt. Das Kältemittel verlässt den Kühler mit den Werten entsprechend des Punkt 32 und tritt im Anschluss hieran in den inneren Wärmeübertrager ein.
Der Austrittspunkt des Kältemittels aus dem inneren Wärmeübertrager ist durch den Punkt 33 angegeben, an dem ein niedriges Enthalpieniveau bei hohem Druck gegeben ist. Nach dem Austritt aus dem inneren Wärmeübertrager wird das Kältemittel der ersten Strömungseinrichtung zugeführt und verlässt dieses mit einem deutlich niedrigeren Druck und einer niedrigeren Temperatur bei annähernd gleicher Enthalpie, wie dies durch den Punkt 34 angedeutet ist.
Im Anschluss an die erste Strömungseinrichtung wird das Kältemittel dem Verdampfer zugeführt, in dem sich die Enthalpie erhöht, und das Kältemittel mit einer höheren Temperatur abgeführt wird. In diesem Bereich findet die Abkühlung der in den Fahrzeuginnenraum zu leitenden Luft statt.
Nach dem Austritt des Fluids aus dem Verdampfer am Punkt 35 wird das Kältemittel der Niederdruckseite des inneren Wärmeübertragers zugeführt, wodurch eine weitere Erhöhung der Enthalpie durch die Wärmeübertragung zwischen dem hochdruckseitigen und dem niederdruckseitigen Kältemittel erfolgt (Punkt 36).
Die im Anschluss an den inneren Wärmeübertrager angeordnete Drossel reduziert den Druck und die Temperatur des Kältemittels im Niederdruckbereich, wobei das Kältemittel die Drossel im Zustand gemäß Punkt 37 verlässt. Mit diesen thermodynamischen Eigenschaften wird das Kältemittel dem Verdichter zugeführt und erfährt in diesem die Temperatur-, Enthalpie- und Druckerhöhung von Punkt 37 nach Punkt 31.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage gemäß 2 unterscheidet sich zu der in 1 dargestellten Anordnung durch die Position der weiteren Strömungseinrichtung 10'. Gemäß der hier dargestellten Ausführungsform ist die Strömungseinrichtung zwischen dem Sammler (Akkumulator) 9 des Kältemittels und dem inneren Wärmeübertragerr 4 angeordnet. Es liegt auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, diese Drossel 10' vor dem Sammler 9 und nach dem Verdampfer 4 anzuordnen, oder aber auch mit einer weiteren Drossel, welche nach dem inneren Wärmeübertrager und vor dem Verdichter entsprechend dem Stand der Technik angeordnet ist, zu kombinieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Drossel erläutert, welche zwischen dem Akkumulator 9 und dem inneren Wärmeübertrager 4 angeordnet ist, wobei dies nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung, insbesondere der möglichen Anordnung der Drossel, zu verstehen ist.
Entsprechend den Ausführungen zu 1 wird das Kältemittel vom Austritt am Verdichter 11 zum Kühler 1 und zum inneren Wärmeübertrager 4 auf der Hochdruckseite geleitet. Nach dem inneren Wärmeübertrager wird über ein Expansionsventil 5 das Kältemittel entspannt und dem Verdampfer 7 zugeführt. Im Anschluss an den Verdampfer befindet sich gemäß der hier dargestellten Ausführungsform ein Sammler 9. Im Anschluss an den Sammler wird das Kältemittel der Drossel 10' zugeführt.
Diese Drossel 10' entspannt das Kältemittel, welches sich im hier gezeigten Ausführungsbeispiel im zweiphasigen Bereich befindet, bevor das Kältemittel mit einem niedrigeren Druck- und Temperaturniveau, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, in den inneren Wärmeübertrager auf der Niederdruckseite geleitet wird. Im Anschluss an den inneren Wärmeübertrager wird das Kältemittel dem Verdichter 11 zugeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird aufgrund des niedrigeren Drucks und aufgrund der Verknüpfung zwischen Druck und Temperatur im Nassdampfgebiet der somit niedrigeren Temperatur des Kältemittels vor Eintritt in den inneren Wärmeübertrager ein größerer Temperaturgradient zwischen dem einerseits auf der Hochdruckseite fließenden Kältemittel vor der ersten Strömungseinrichtung 5 und dem Kältemittel der Niederdruckseite nach der Drossel 10' erreicht, wodurch insbesondere die Enthalpie des austretenden Kältemittels auf der Niederdruckseite erhöht und auf der Hochdruckseite erniedrigt wird. Dies hat zur Folge, dass die Enthalpie des Kältemittels welches den inneren Wärmeübertrager auf der Hochdruckseite verlässt gegenüber dem Stand der Technik erniedrigt wird und somit am Verdampfer eine höhere Enthalpiedifferenz zwischen Verdampfereintritt und -austritt zur Verfügung steht.
In der Gesamtdarstellung gemäß 5 sind die Differenzen zwischen dem Kreisprozess mit einer Strömungseinrichtung nach dem inneren Wärmeübertrager (30) gemäß dem Stand der Technik und einer Strömungseinrichtung vor dem inneren Wärmeübertrager (40) gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Gleichzeitig kann sich die Enthalpie des Kältemittels am Austritt des inneren Wärmeübertragers auf der Niederdruckseite gegenüber dem Stand der Technik erhöhen. Dies führt zu einer niedrigeren Kältemitteldichte am Eintritt des Kältemittelverdichters, und somit bei gleichem Druckverhältnis zwischen Verdichtereintritt und -austritt zu einem geringeren Kältemittelmassenstrom. Dies kann somit zu einem besseren Wirkungsgrad des Kältekreislaufs führen.
Entsprechend den Ausführungen bezüglich dem Enthalpie (h)/Druck (p)-Diagramm aus 3 stellt das Enthalpie (h)/Druck (p)-Diagramm gemäß 4 den Kreisprozess bezüglich der Enthalpie, dem Druck und der Temperatur für eine Klimaanlage mit einem erfindungsgemäßen Aufbau dar.
Hierbei verlässt das Kältemittel den Verdichter mit maximaler Enthalpie, Druck und Temperatur Punkt 41 und wird dem Kühler 1 zugeführt. In diesem Kühler wird thermische Energie abgeführt, wodurch sich die Enthalpie reduziert, wie dies mit dem Punkt 42 dargestellt ist. Im Anschluss an den Kühler wird das Kältemittel der Hochdruckseite des inneren Wärmeübertragers 4 zugeführt, wodurch die Enthalpie weiter reduziert wird und ein Niveau gemäß Punkt 43 erreicht. Hierbei wird thermische Energie an das Kältemittel, welches den inneren Wärmeübertrager auf der Niederdruckseite durchströmt, abgegeben.
In diesem Zustand wird das Kältemittel anschließend der ersten Strömungseinrichtung 5 zugeführt und verlässt diese bei annähernd konstanter Enthalpie mit reduzierten Druck und Temperatur (Punkt 44). Im Anschluss an die Strömungseinrichtung wird das Kältemittel dem Verdampfer 7 zugeführt, in welchem bei annähernd konstantem Druck die Enthalpie und Temperatur dadurch erhöht wird, dass dem Luftstrom 8, 8' thermische Energie abgeführt wird. Im Zustand gemäß Punkt 45 verlässt das Kältemittel den Verdampfer und wird erfindungsgemäß einer Drossel 10' zugeführt. Durch diese Drossel wird das Kältemittel weiter entspannt, wodurch sich Druck und Temperatur bei annähernd konstanter Enthalpie reduzieren. Dieser Bereich ist in der 4 mit dem Pfeil 40 wiedergegeben. Das Kältemittel verlässt die Drossel mit dem Druck und Temperaturniveau gemäss Punkt 46 und wird anschließend der Niederdruckseite des inneren Wärmeübertragers 4 zugeführt. Innerhalb des Wärmeübertragers nimmt das Kältemittel weiter thermische Energie auf, wodurch sich seine Enthalpie und die Temperatur erhöhen. In diesem Zustand gemäß Punkt 47 wird das Kältemittel dem Verdichter zugeführt, welcher sowohl den Druck, die Enthalpie, als auch die Temperatur des Kältemittels gemäß dem Diagramm von Punkt 47 auf Punkt 41 verändert.
Aus dieser Anordnung der weiteren Strömungseinrichtung in der vorliegenden Erfindung resultiert, dass im Verdampfer eine größere Enthalpiedifferenz zwischen Verdampfereintritt- und austritt zur Verfügung steht, um den in den Fahrgastraum geleiteten Luftstrom abzukühlen. Dies bedeutet, dass bei gleicher Abkühlleistung des in den Fahrgastraum geleiteten Luftstroms ein geringerer Massenstrom an Kältemittel benötigt wird. Dies hat insbesondere zur Folge, dass der Wirkungsgrad eines solchen Systems durch die Anordnung einer weiteren Strömungseinrichtung vor dem inneren Wärmeübertrager verbessert werden kann oder wenigstens eine teilweise Kompensation des schlechten Wirkungsgrads des Kreislaufs durch die evtl. Notwendige höhere Verdichterantriebsleistung, wegen der höheren Druckdifferenz, ermöglicht wird.
Ferner erhöht sich der Innenraumkomfort durch einen gleichmäßigeren Betrieb der Klimaanlage im Vergleich zu einer Ein-/Ausregelung, wobei die mögliche stufenlose Leistungsregelung und den gleichmäßigeren Verlauf des Antriebmoments weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Klimaanlage darstellen können.

Claims

Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verdichter (11), einem Kühler (1), einer weiteren Wärmeübertragungseinrichtung (4), wenigstens einer ersten Strömungseinrichtung (5), insbesondere einem Expansionsventil und einem Verdampfer (7), welche wenigstens einen Teil eines von einem Fluid durchströmten Kältemittelkreislaufs bilden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Strömungseinrichtung (10') vorgesehen ist, welche das Fluid in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer und im wesentlichen vor der weiteren Wärmeübertragungseinrichtung in seinen thermodynamischen Eigenschaften verändert.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer (7) ein Akkumulator (9), insbesondere ein Kältemittelsammler für das Fluid, vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (11) ein konstantes Hubvolumen aufweist.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Strömungseinrichtung (10') nach dem Akkumulator (9) vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Strömungseinrichtung (10') vor dem Akkumulator (9) vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere die weitere Strömungseinrichtung (10') eine regelbare Drossel oder eine Drossel mit festem Drosselquerschnitt ist.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Strömungseinrichtung (10') mit einem anderen Bauteil der Klimaanlage, wie beispielsweise dem Verdampfer (7), dem Akkumula tor (9) oder der weiteren Wärmeübertragungseinrichtung (4) kombiniert wird.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid ein Kältemittel verwendet wird, welches aus einer Gruppe von Kältemitteln entnommen ist, welche R744, R134a und dergleichen aufweist.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Fluids in einem Niederdruckbereich zwischen 20 bar und 65 bar, bevorzugt zwischen 30 bar und 50 bar liegt.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Fluids in einem Hochdruckbereich zwischen 40 bar und 150 bar, bevorzugt zwischen 55 bar und 133 bar und besonders bevorzugt über 55 bar und unter 130 bar liegt.
Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Fluids nach der weiteren Strömungseinrichtung (10') um 0 bar bis 25 bar, bevorzugt um 3 bar bis 15 bar und besonders bevorzugt um 5 bis 10 bar abgesenkt wird.
Verfahren zur Steuerung des Fluidvolumenstroms auf der Eintrittseite des Verdichters (11) einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeugs mit den Schritten: – Erwärmen des Fluids in einem Verdampfer (7); – Leistungsspezifische Drosselung des Fluids; – Wärmeübertragung zwischen dem Fluid des Hochdruck- und des Niederdruckbereichs.
Verfahren zur Steuerung des Volumenstroms eines Fluids gemäß Anspruch 12 in einer Klimaanlage gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11.