DE102004046459B3 - Air conditioner for motor vehicle, has control unit to activate bypass valve when ambient air temperature in gas cooler is below default value for increasing flow of working medium at expansion device to maintain pressure ratio in cooler - Google Patents

Air conditioner for motor vehicle, has control unit to activate bypass valve when ambient air temperature in gas cooler is below default value for increasing flow of working medium at expansion device to maintain pressure ratio in cooler Download PDF

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Abstract

The air conditioner (1) has a control unit with temperature sensor (15) to determine ambient air temperature of a gas cooler. The control unit sends a servo signal to activate a bypass valve (18) when the ambient air temperature in the cooler is less than a default value such that flow of working medium is increased at an expansion device (8) to maintain a specific pressure ratio in the gas cooler.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an air conditioning system for a vehicle, in particular for a Motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Eine aus der DE 198 32 479 A1 bekannte, gattungsgemäße Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug weist wenigstens einen Klimaverdichter, wenigstens einen ersten Wärmetauscher als Gaskühler, wenigstens ein Expansionsorgan und wenigstens einen zweiten Wärmetauscher als Verdampfer auf. Die einzelnen Klimaanlagenkomponenten sind nacheinander angeordnet und durch Arbeitsmittelleitungen für einen Arbeitsmittelkreislauf verbunden. In Fließrichtung des Arbeitsmittels gesehen ist der Arbeitsmittelkreislauf in einen zwischen einem druckseitigen Anschluss des Klimaverdichters und dem Expansionsorgan befindlichen Hochdruckbereich mit Hochdruck und einen zwischen dem Expansionsorgan und einem saugseitigen Anschluss des Klimaverdichters befindlichen Niederdruckbereich mit Niederdruck geteilt.One from the DE 198 32 479 A1 known, generic air conditioning for a motor vehicle has at least one air compressor, at least a first heat exchanger as a gas cooler, at least one expansion element and at least one second heat exchanger as an evaporator. The individual air conditioning components are arranged one after another and connected by working medium lines for a working medium circuit. When viewed in the direction of flow of the working fluid, the working medium circuit is divided into a high-pressure region located between a pressure-side connection of the air-conditioning compressor and the expansion element with high pressure and a low-pressure region located between the expansion element and a suction-side connection of the air-conditioning compressor.

Konkret wird bei dieser Klimaanlage CO2 als Arbeitsmittel eingesetzt. Als Expansionsorgan ist eine Festdrossel eingesetzt, deren Drosselöffnung bezüglich Länge und Durchmesser so auf die Klimaanlage abgestimmt werden kann, dass in allen Betriebszuständen der Hochdruck auf etwa 14 MPa begrenzt ist.Specifically, CO 2 is used as a working medium in this air conditioner. As an expansion element, a fixed throttle is used, the throttle opening can be adjusted in terms of length and diameter on the air conditioning that in all operating conditions, the high pressure is limited to about 14 MPa.

Zur Regelung/Steuerung derartiger Klimaanlagen, unabhängig von der Ausführungsart des Expansionsorgans, wird u. a. mit entsprechenden Tempera tursensoren die Lufttemperatur nach dem Verdampfer und mit Drucksensoren der Hochdruck im Arbeitsmittelkreislauf erfasst. Abhängig von diesen und noch anderen erfassten Werten sowie von der Eingabe der vom Fahrzeuginsassen gewünschten Lufttemperatur im Fahrzeuginnenraum erfolgt eine Regelung/Steuerung des Arbeitsmittelkreislaufs. Insbesondere bei niedrigen Umgebungslufttemperaturen, beispielsweise bei einer Umgebungslufttemperatur kleiner 6°C, kann oftmals ein ausreichend großes Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck durch die Regelung/Steuerung der Klimaanlage nicht mehr aufrechterhalten werden, so dass im Extremfall ein unerwünschtes Abschalten der Klimaanlage durch die Regelung/Steuerung erfolgen könnte.to Control of such air conditioning systems, independent of the embodiment of the expansion organ, u. a. with appropriate tempera ture sensors the air temperature after the evaporator and with pressure sensors of High pressure detected in the working fluid circuit. Depending on these and others recorded values as well as the input of the vehicle occupants desired air temperature in the vehicle interior is a regulation / control of the working fluid circuit. Especially at low ambient air temperatures, for example at an ambient air temperature less than 6 ° C, often sufficient great pressure ratio between high pressure and low pressure through the control the air conditioning can not be maintained, so in the extreme case an undesirable Switching off the air conditioning could be done by the control / regulation.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, mit der ein einfacher und funktionssicherer Betrieb insbesondere bei niedrigen Umgebungslufttemperaturen möglich ist.task The invention is an air conditioning system for a vehicle, in particular for a Motor vehicle, to create, with a simple and reliable Operation is possible especially at low ambient air temperatures.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved with the features of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 ist wenigstens ein Gaskühler-Temperatursensor vorgesehen, mittels dem die Lufttemperatur am Gaskühler als Umgebungslufttemperatur erfassbar ist. Der Gaskühler-Temperatursensor ist dabei als Ist-Temperaturwertgeber eingangsseitig an eine Regel-/Steuereinheit angeschlossen, an der ausgangsseitig wenigstens ein steuerbares Stellelement angeschlossen ist. Die Regel-/Steuereinheit enthält einen Grenzwertgeber, wobei zudem eine vorgegebene Umgebungslufttemperatur als Minimal-Temperaturwert für die Umgebungsluft festgelegt ist. Bei einer von der Regel-/Steuereinheit ermittelten Unterschreitung des mittels des Gaskühler-Temperatursensors festgestellten Temperatur-Istwertes unter den Minimal-Temperaturwert ist ein zugeordnetes Stellsignal an wenigstens ein Stellelement abgebbar für eine Einstellung bzw. Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Druckverhältnisses zwischen Hochdruck und Niederdruck.According to claim 1 is at least one gas cooler temperature sensor provided by means of the air temperature at the gas cooler as Ambient air temperature can be detected. The gas cooler temperature sensor is included as actual temperature value transmitter on the input side to a control / control unit connected, at the output side at least one controllable Actuator is connected. The control unit contains a Limit sensor, wherein also a predetermined ambient air temperature as minimum temperature value for the ambient air is fixed. At one of the control unit determined below the detected by means of the gas cooler temperature sensor Temperature actual value below the minimum temperature value is an associated Control signal to at least one actuator output for a setting or maintaining a predetermined pressure ratio between high pressure and low pressure.

Vorteilhaft hierbei ist, dass durch den als Ist-Temperaturwertgeber ausgelegten Gaskühler-Temperatursensor und der damit verbundenen Regel-/Steuereinheit eine funktionssichere Überwachung der Umgebungslufttemperatur am Gaskühler erfolgt. Wird der vorgegebene Minimal-Temperaturwert, bei dem möglicherweise ein ausreichend großes Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck nicht mehr aufrechterhalten werden kann, unterschritten, so wird durch das dann von der Regel-/Steuereinheit abgegebene Steuersignal wenigstens ein Stellelement derart aktiviert, dass ein ausreichend großes und entsprechend vorgegebenes Druckverhältnis eingestellt bzw. aufrechterhalten wird. Dies kann beispielsweise durch eine „künstliche" Anhebung des Hochdruckniveaus oder durch eine Vermeidung einer Heißgasabkühlung erfolgen. Die Vermeidung der Heißgasabkühlung bedeutet, dass das nach dem Klimaverdichter verdichtet und hochtemperiert vorliegende Arbeitsmittel im Gaskühler nur wenig oder überhaupt nicht abgekühlt wird für ein Aufrechterhalten eines entsprechend hohen Hochdrucks, so dass dadurch das vorgegebene Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck ausreichend groß bleibt. Unabhängig von der Art der Maßnahme, die für eine Einstellung bzw. Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Druckverhältnisses zwischen Hochdruck und Niederdruck eingesetzt wird, ist damit ein funktionssicherer Betrieb auch bei niedrigen Umgebungslufttemperaturen einfach möglich.Advantageous here is that designed by the as actual temperature sensor Gas cooler temperature sensor and the associated control / control unit a functionally reliable monitoring the ambient air temperature takes place at the gas cooler. Will the default Minimum temperature value, which may be sufficient great pressure ratio between high pressure and low pressure can no longer be maintained can fall below, then by the then by the control / control unit output control signal activates at least one actuating element such that's a big enough one and set and maintained according to predetermined pressure ratio. This can be done, for example, by an "artificial" increase in the high pressure level or by avoiding a hot gas cooling done. The Avoiding the hot gas cooling means that the compressed after the air compressor and high temperature present Work equipment in the gas cooler little or at all not cooled will for one Maintaining a correspondingly high pressure so that thereby the predetermined pressure ratio between high pressure and low pressure remains sufficiently large. Independently the type of measure the for an adjustment or maintenance of a predetermined pressure ratio is used between high pressure and low pressure, so is one reliable operation even at low ambient air temperatures just possible.

Gemäß Anspruch 2 kann der vorgegebene Minimal-Temperaturwert höchstens 6°C betragen. Sinkt die Umgebungslufttemperatur beispielsweise unter 6°C so kann, vor allem bei niedrigen Leistungsanforderungen an die Klimaanlage der Arbeitsmittelkreislauf u. U. nicht mehr in der Lage sein, ein ausreichend großes Druckverhältnis aufrechtzuerhalten, um den Arbeitsmittelkreislauf am Laufen zu halten. Um dies funktionssicher zu verhindern, wird durch die Regel-/Steuereinheit bei der mittels des Gaskühler-Temperatursensors festgestellten Unterschreitung von 6°C ein entsprechendes Stellsignal an ein Stellelement abgegeben, so dass dadurch ein ausreichend großes Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck eingestellt bzw. aufrechterhalten wird. Damit kann eine funktionssichere Zuschaltung der Klimaanlage bei Frischluftbetrieb bis zu einer Umgebungslufttemperatur beispielsweise von 2°C gewährleistet werden. Auch bei laufender Klimaanlage und fallenden Umgebungslufttemperaturen, beispielsweise bei einer Fahrt über einen Bergpass, ist ein funktionssicherer Weiterbetrieb der Klimaanlage gegeben. Hierbei kann bei Frischluftansaugung aufgrund der entsprechend aktivierten Stellelemente ein Betrieb der Klimaanlage bis zu Umgebungslufttemperaturen beispielsweise von –1°C gewährleistet werden. Wird die Klimaanlage im Umluftbetrieb eingesetzt, so kann aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen ein Betrieb der Klimaanlage bei Umgebungslufttemperaturen beispielsweise von bis –15°C sichergestellt werden.According to claim 2, the predetermined minimum temperature value can be at most 6 ° C. If, for example, the ambient air temperature drops below 6 ° C., the working fluid circuit and the like can become unstable, especially at low power requirements for the air conditioning system. U. no longer be able to maintain a sufficiently large pressure ratio to keep the working fluid circuit running. To prevent this functionally reliable, is given by the control / control unit at the detected by the gas cooler temperature sensor falls below 6 ° C, a corresponding control signal to an actuator, thereby setting or maintaining a sufficiently large pressure ratio between high pressure and low pressure , Thus, a functionally reliable connection of the air conditioner in fresh air mode can be guaranteed up to an ambient air temperature, for example, of 2 ° C. Even with running air conditioning and falling ambient air temperatures, for example, when driving over a mountain pass, a reliable operation of the air conditioning is given. In this case, in fresh air intake due to the appropriately activated actuators operation of the air conditioner can be guaranteed up to ambient air temperatures, for example, from -1 ° C. If the air conditioning system is used in recirculation mode, it can be ensured at ambient air temperatures, for example, from -15 ° C due to the inventive measures an operation of the air conditioner.

In einer konkreten Ausführungsform nach Anspruch 3 kann das eingesetzte Arbeitsmittel CO2 sein. In entsprechenden Versuchen hat sich bei CO2-Klimaanlagen gezeigt, dass bei niedrigen Umgebungslufttemperaturen Betriebsprobleme der CO2-Klimaanlage auftreten können, da das Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck bei CO2-Klimaanlagen gegenüber bisher eingesetzten Klimaanlagen mit Kohlenwasserstoffen als Arbeitsmittel generell geringer ist. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen kann aber auch bei einer CO2-Klimaanlage ein funktionssicherer Betrieb bei niedrigen Umgebungslufttemperaturen gewährleistet werden.In a specific embodiment according to claim 3, the working medium used can be CO 2 . In corresponding experiments, CO 2 air conditioning systems have shown that operating conditions of the CO 2 air conditioning system can occur at low ambient air temperatures, since the pressure ratio between high pressure and low pressure is generally lower in the case of CO 2 air conditioning systems than previously used air conditioning systems with hydrocarbons as the working medium. With the measures according to the invention, however, a functionally reliable operation at low ambient air temperatures can be ensured even in a CO 2 air conditioning.

Gemäß einer weiteren konkreten Ausgestaltung kann nach Anspruch 4 zwischen dem Klimaverdichter und dem Gaskühler eine Gaskühler-Arbeitsmittelleitung vorgesehen sein. Dabei kann wenigstens eine an der Gaskühler-Arbeitsmittelleitung strömungsmäßig angeschlossene Gaskühler-Bypassleitung vorgesehen sein, über die Arbeitsmittel am Gaskühler vorbeiführbar ist. Als Stellelement ist wenigstens ein Gaskühler-Bypassventil vorgesehen, das gesteuert wenigstens zwischen einer Gaskühler-Stellung und einer Bypass-Stellung umschaltbar ist dergestalt, dass in der Gaskühler-Stellung Arbeitsmittel nur durch den Gaskühler strömt und in der Bypass-Stellung Arbeitsmittel nur durch den Bypass strömt. Wird eine Unterschreitung des vorgegebenen Mini mal-Temperaturwertes mittels des Gaskühler-Temperatursensors erfasst, so wird das Gaskühler-Bypassventil von der Gaskühler-Stellung in die Bypass-Stellung umgeschalten, so dass das vom Klimaverdichter kommende Arbeitsmittel nicht mehr durch den Gaskühler, sondern durch die Gaskühler-Bypassleitung in Richtung Expansionsorgan strömt. Aufgrund der damit verkürzten Weg- und somit Abkühlstrecke für das Arbeitsmittel zwischen Klimaverdichter und Expansionsorgan wird ein mit einer entsprechenden Abkühlung des Arbeitsmittels einhergehender Abfall des Hochdrucks vermieden, so dass ein ausreichend großes Druckverhältnis aufrechterhalten wird und damit ein funktionssicherer Betrieb der Klimaanlage sichergestellt ist. Wird der Minimal-Temperaturwert der Umgebungstemperatur wieder überschritten, so wird selbstverständlich das Gaskühler-Bypassventil in die Gaskühler-Stellung geschalten, so dass das Arbeitsmittel vollständig durch den Gaskühler strömen kann.According to one Another specific embodiment can according to claim 4 between the Air compressor and the gas cooler a gas cooler working fluid line be provided. In this case, at least one of the gas cooler working medium line fluidly connected Gas cooler bypass line be provided over the work equipment at the gas cooler passing out is. As a control element at least one gas cooler bypass valve is provided, controlled at least between a gas cooler position and a bypass position can be switched so that in the gas cooler position work equipment only through the gas cooler flows and in the bypass position working fluid only flows through the bypass. Becomes a shortfall of the predetermined mini-temperature value means of the gas cooler temperature sensor detected, then the gas cooler bypass valve from the gas cooler position in the bypass position switched, so that coming from the air compressor work equipment no longer through the gas cooler, but through the gas cooler bypass line flows in the direction of expansion organ. Because of the shortened so Distance and thus cooling distance for the Working medium between air compressor and expansion organ is one with a corresponding cooling avoidance of high pressure associated with the working fluid, so that's a big enough one pressure ratio is maintained and thus a reliable operation of the Air conditioning is ensured. Becomes the minimum temperature value the ambient temperature exceeded again, that goes without saying the gas cooler bypass valve switched to the gas cooler position, so that the work equipment completely through the gas cooler stream can.

In einer Weiterbildung nach Anspruch 5 kann das Gaskühler-Bypassventil in eine Mehrzahl von Zwischenstellungen schaltbar sein, so dass ein gestuftes, vorzugsweise ein stufenloses, Umschalten zwischen der Gaskühler-Stellung und der Bypass-Stellung möglich ist. Bei höheren Umgebungslufttemperaturen, die größer als der vorgegebene Minimal-Temperaturwert sind, wird die Klimaanlage in üblicher Weise mit in der Gaskühler-Stellung befindlichen Gaskühler-Bypassventil betrieben, so dass das vom Klimaverdichter kommende Arbeitsmittel vollständig durch den Gaskühler strömt. Wird der vorgegebene Minimal-Temperaturwert unterschritten, so kann das Gaskühler-Bypassventil in eine entsprechende Zwischenstellung geschalten werden, bei der ein erster Teilstrom des Arbeitsmittels weiterhin durch den Gaskühler strömt, ein zweiter Teilstrom des Arbeitsmittels aber bereits durch die Gaskühler-Bypassleitung strömt. Sinkt die Umgebungslufttemperatur beispielsweise noch weiter ab, so kann das Gaskühler-Bypassventil in eine weitere Zwischenstellung geschalten werden, bei der die beiden Teilströme des Arbeitsmittels in Richtung eines größeren Teilstroms durch die Gaskühler-Bypassleitung aufgeteilt werden. Als weiterer Schritt bei noch weiter sinkender Umgebungslufttemperatur kann das Gaskühler-Bypassventil vollständig in die Bypass-Stellung umgeschalten werden, so dass das Arbeitsmittel nur noch durch die Gaskühler-Bypassleitung strömt. Sind entsprechend viele Zwischenstellungen zwischen der Gaskühler-Stellung und der Bypass-Stellung für das Gaskühler-Bypassventil definiert, so kann dieses oben beschriebene Umschalten bei entsprechend fallenden Umgebungslufttemperaturen stufenlos erfolgen.In a development according to claim 5, the gas cooler bypass valve be switchable in a plurality of intermediate positions, so that a stepped, preferably a stepless, switching between the gas cooler position and the bypass position possible is. At higher Ambient air temperatures greater than the predetermined minimum temperature value are, the air conditioning in standard Way with in the gas cooler position located gas cooler bypass valve operated, so that coming from the air compressor work equipment completely by the gas cooler flows. If the predetermined minimum temperature value is exceeded, then the gas cooler bypass valve be switched into a corresponding intermediate position, in which a first partial flow of the working fluid continues to flow through the gas cooler, a second partial flow of the working fluid but already through the gas cooler bypass line flows. For example, if the ambient air temperature drops even further, so can the gas cooler bypass valve be switched to another intermediate position in which the two partial streams of the working fluid in the direction of a larger partial flow through the Gas cooler bypass line be split. As a further step in even lower ambient air temperature can the gas cooler bypass valve Completely be switched to the bypass position, so that the work equipment only through the gas cooler bypass line flows. Are correspondingly many intermediate positions between the gas cooler position and the Bypass position for the gas cooler bypass valve defined, so this switching described above can fall in accordance with Ambient air temperatures are infinitely variable.

In einer einfachen Ausführungsform gemäß Anspruch 6 kann das Gaskühler-Bypassventil durch ein 3-2-Wegeventil gebildet sein. Damit ist eine gebräuchliche Ventilart für das Gaskühler-Bypassventil vorgeschlagen, wobei ein derartiges 3-2-Wegeventil kostengünstig und einfach für einen funktionssicheren Betrieb in der Klimaanlage verwendet werden kann.In a simple embodiment according to claim 6, the gas cooler bypass valve may be formed by a 3-2-way valve. This is a common type of valve for the gas cooler bypass valve proposed, wherein such a 3-way valve 2 can be used inexpensively and easily for a reliable operation in the air conditioner.

Des weiteren kann nach Anspruch 7 das Gaskühler-Bypassventil durch ein thermisch schaltendes Gaskühler-Thermo-Bypassventil gebildet sein, bei dem der Gaskühler-Temperatursensor und die Regel-/Steuereinheit im Gaskühler-Thermo-Bypassventil integriert sind. Dabei ist darauf zu achten, dass das Gaskühler-Thermo-Bypassventil so angeordnet ist, dass eine funktionssichere Erfassung der Umgebungslufttemperatur am Gaskühler möglich ist. Durch die Integration des Gaskühler-Temperatursensors und der Regel-/Steuereinheit in das Gaskühler-Thermo-Bypassventil ist insgesamt ein kompakter Aufbau der Klimaanlage möglich.Of Another can according to claim 7, the gas cooler bypass valve by a thermally switching gas cooler thermo-bypass valve be formed, wherein the gas cooler temperature sensor and the control unit are integrated in the gas cooler thermo-bypass valve. It is important to ensure that the gas cooler thermo-bypass valve so is arranged that a functionally reliable detection of the ambient air temperature at the gas cooler possible is. By integrating the gas cooler temperature sensor and the control unit is in the gas cooler thermo-bypass valve Overall, a compact design of the air conditioning possible.

Zudem kann gemäß Anspruch 8 die wenigstens eine Gaskühler-Bypassleitung in den Gaskühler integriert angeordnet sein. Auch hiermit ist insgesamt gesehen ein kompakter Aufbau der Klimaanlage einfach möglich.moreover can according to claim 8 the at least one gas cooler bypass line integrated into the gas cooler be arranged. Again, this is a compact overall Construction of the air conditioning simply possible.

In einer weiteren konkreten Ausführungsform nach Anspruch 9 kann als Stellelement wenigstens ein Druckaufbauorgan im Arbeitsmittelkreislauf angeordnet sein. Mit einem derartigen Druckaufbauorgan kann bei einer Aktivierung desselben bei Unterschreitung des Minimal-Temperaturwertes ein „künstlicher" Druckaufbau im Arbeitsmittelkreislauf herbeigeführt werden.In another concrete embodiment according to claim 9, as a control element at least one pressure-increasing member be arranged in the working fluid circuit. With such a Pressure build-up organ can be activated if it is undercut the minimum temperature value, an "artificial" pressure build-up in the working fluid circuit are brought about.

In einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 10 kann das wenigstens eine Druckaufbauorgan einen gesteuert veränderbaren Durchströmungs-Querschnitt aufweisen dergestalt, dass bei einer Unterschreitung des Minimal-Temperaturwertes der Durchströmungs-Querschnitt verkleinert wird. Durch die Verkleinerung des Durchströmungs-Querschnitts erhöht sich der Widerstand im Arbeitsmittelkreislauf, so dass ein entsprechend gewünschter Druckaufbau zustande kommt, durch den ein ausreichend großes Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck eingestellt wird. Das Druckaufbauorgan kann dabei so ausgebildet sein, dass bei entsprechend fallenden Umgebungslufttemperaturen die Verkleinerung des Durchströmungs-Querschnitts stufenweise erfolgt. Bei wieder steigenden Umgebungslufttemperaturen wird selbstverständlich der Durchströmungs-Querschnitt wieder vergrößert, so dass bei höheren Umgebungslufttemperaturen das Druckaufbauorgan keine Rolle spielt, da der Durchströmungs-Querschnitt in einer entsprechenden Maximalstellung befindlich ist.In An advantageous development according to claim 10, the at least a pressure build-up member a controlled variable flow cross-section have such that when falling below the minimum temperature value of the Flow-through cross-section is reduced. By reducing the flow cross-section elevated the resistance in the working fluid circuit, so that a corresponding desired pressure build-up comes about, through which a sufficiently large pressure ratio between High pressure and low pressure is set. The pressure buildup organ can be designed so that when falling accordingly Ambient air temperatures, the reduction of the flow cross-section gradually he follows. With rising ambient air temperatures of course the flow cross-section enlarged again, so that at higher Ambient air temperatures, the pressure build-up organ is irrelevant, because of the flow cross-section is located in a corresponding maximum position.

Gemäß Anspruch 11 kann das wenigstens eine Druckaufbauorgan zwischen dem Klimaverdichter und dem Gaskühler im Arbeitsmittelkreislauf angeordnet sein. Bevorzugt ist dabei eine unmittelbar benachbarte Anordnung des Druckaufbauorgans zum Klimaverdichter. Gemäß Anspruch 12 kann das wenigstens eine Druckaufbauorgan auch im Klimaverdichter selbst integriert sein, so dass dadurch insgesamt gesehen ein kompakter Aufbau der Klimaanlage möglich ist.According to claim 11, the at least one pressure build-up member between the air compressor and the gas cooler be arranged in the working fluid circuit. Preferred is a immediately adjacent arrangement of the pressure build-up member to the air compressor. According to claim 12, the at least one pressure-building member also in the air compressor be integrated itself, so that overall, a more compact Construction of air conditioning possible is.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach Anspruch 13 kann das wenigstens eine Druckaufbauorgan durch ein steuerbares Expansionsorgan gebildet sein. Ist das ohnehin vorhandene Expansionsorgan entsprechend steuerbar ausgeführt, so kann dieses in einer Doppelfunktion im Arbeitsmittelkreislauf eingesetzt werden. Einerseits ist die Expansion des Arbeitsmittels von Hochdruck auf Niederdruck durch das Expansionsorgan möglich, wobei zudem aufgrund einer entsprechenden Verkleinerung des Durchströmungs-Querschnittes im Expansionsorgan ein Druckaufbau im Arbeitsmittelkreislauf bei Unterschreitung des Minimal-Temperaturwertes der Umgebungslufttemperatur erfolgen kann. Somit erfolgt bei niedrigen Umgebungslufttemperaturen eine entsprechende Durchströmungs-Querschnittsverkleinerung im Expansionsorgan, wodurch aufgrund des erhöhten Widerstandes im Arbeitsmittelkreislauf ein gewünschter „künstlicher" Druckaufbau im Arbeitsmittelkreislauf erfolgt.According to one Another embodiment according to Claim 13, the at least one pressure-increasing member by a be formed controllable expansion organ. Is that already there Expansionsorgan carried out according controllable, so this can in one Double function can be used in the working fluid circuit. On the one hand is the expansion of the working fluid from high pressure to low pressure possible through the organ of expansion, in addition, due to a corresponding reduction of the flow cross-section in the expansion device, a pressure build-up in the working fluid circuit at Below the minimum temperature value of the ambient air temperature can be done. Thus, at low ambient air temperatures, a corresponding flow cross-section reduction in the expansion device, which due to the increased resistance in the working fluid circuit a desired "artificial" pressure build-up in the working fluid circuit he follows.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 14 kann das Expansionsorgan wenigstens zweistufig ausgebildet sein. Dadurch kann bei fallenden Umgebungslufttemperaturen und entsprechender Unterschreitung des Minimal-Temperaturwertes der Umgebungsluft das Expansionsorgan in mehreren Stufen eine entsprechende Verkleinerung des Durchströmungs-Querschnittes durchführen, so dass dadurch in gestufter Weise ein Druckaufbau im Arbeitsmittelkreislauf erfolgt.According to one preferred development according to claim 14, the expansion element be formed at least two stages. This can be done in falling Ambient air temperatures and corresponding undershooting of the Minimum temperature value of the ambient air, the expansion element in perform a corresponding reduction of the flow cross-section several stages, so that thereby a pressure build-up in the working fluid circuit in a stepped manner he follows.

In einer weitere Ausführungsart nach Anspruch 15 kann als Stellelement ein Verdichter-Regelventil des Klimaverdichters und/oder eine Verdichter-Magnetkupplung des Klimaverdichters eingesetzt sein. Mittels des Verdichter-Regelventils und/oder der Verdichter-Magnetkupplung kann in einem zeitlich vorgegebenen Wechsel ein Ein- und Ausschalten des Klimaverdichters erfolgen. Durch ein derartiges meist kurzfristiges Zu- und Wegschalten des Klimaverdichters, beispielsweise über das Verdichter-Regelventil, kann am Verdampfer Kälteleistung zur Verfügung gestellt werden, die ausreichend ist, um insbesondere bei einem Umluftbetrieb der Klimaanlage, die angesaugte Luft des Fahrgastraumes zu entfeuchten. Durch die kurzen Zuschaltmomente der Klimaanlage wird verhindert, dass der Verdampfer vereisen kann. Beim Einschalten des Klimaverdichters wird aufgrund des Anlaufen des Klimaverdichters das Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck kurzzeitig auseinan dergezogen, so dass dadurch Kälteleistung am Verdampfer zur Verfügung gestellt werden kann, auch wenn die Umgebungslufttemperatur den vorgegebenen Minimal-Temperaturwert unterschritten hat. Eine Umsetzung des Ein- und Ausschalt-Konzeptes kann mit einer Saug-Druck-Regelung, bei der in Abhängigkeit der Umgebungslufttemperatur eine entsprechende Druckanforderung gestellt wird, d. h., dass der Solldruck auf der Saugseite unterhalb des Ruhedrucks, der abhängig von der Umgebungslufttemperatur ist, liegt, erfolgen. Des weiteren kann eine pulsweitenmodulierte Regelung erfolgen, d. h., dass ein Signal zum Klimaverdichteranlauf ausgesendet wird, wobei dieses Signal so zu wählen ist, dass der resultierende, zirkulierende Arbeitsmittelmassenstrom nicht zu hoch ist und gerade für die Bereitstellung von ausreichend Kälteleistung und damit zur Änderung der Ist-Ausblastemperatur am Verdampfer genügend ist. Bei Einsatz eines Proportionalventils als Verdichter-Regelventil können beim Einschalten des Klimaverdichters entsprechende Arbeitsmittel-Massenströme ausgegeben werden, die einen Saugdruck einstellen, der unterhalb des Ruhedrucks der aktuellen Umgebungslufttemperatur liegt. Wird die Verdichter-Magnetkupplung zum Ein- und Ausschalten des Klimaverdichters verwendet, so kann das Zu- und Wegschalten der Klimaanlage im Cycling-Clutch-Betrieb erfolgen.In a further embodiment according to claim 15 can be used as a control element, a compressor control valve of the air compressor and / or a compressor magnetic clutch of the air compressor. By means of the compressor control valve and / or the compressor magnetic coupling can be done in a timed change switching on and off of the air compressor. By such a mostly short-term switching on and off of the air compressor, for example via the compressor control valve, cooling capacity can be provided on the evaporator, which is sufficient to dehumidify the air sucked in the passenger compartment, especially in a recirculation mode of the air conditioning. The short connection torque of the air conditioner prevents the evaporator from icing. When you turn on the air compressor due to the start of the air compressor, the pressure ratio between high pressure and low pressure is briefly pulled auseinan, so there can be provided by cooling capacity on the evaporator, even if the ambient air temperature has fallen below the predetermined minimum temperature value. An implementation of the on and off concept can with a suction pressure control, in which a corresponding pressure requirement is set depending on the ambient air temperature, that is, the target pressure on the suction side below the idling pressure, which is dependent on the ambient air temperature is , respectively. Furthermore, a pulse-width-modulated control can take place, ie, a signal is sent to the air compressor start, this signal is to be chosen so that the resulting, circulating working mass flow is not too high and just for the provision of sufficient cooling capacity and thus to change the actual -Ausblastemperatur the evaporator is sufficient. When using a proportional valve as a compressor control valve can be issued when switching on the air compressor corresponding working mass flows that set a suction pressure that is below the static pressure of the current ambient air temperature. If the compressor magnetic coupling is used to switch the air compressor on and off, the air conditioning can be switched on and off in cycling clutch mode.

Ist nach Anspruch 16 wenigstens ein Verdampfer-Temperatursensor vorgesehen, mittels dem die Lufttemperatur nach Verdampfer erfasst werden kann, so kann das Ausschalten des Klimaverdichters unmittelbar vor einer durch den Verdampfer-Temperatursensor festgestellten Verdampfervereisung erfolgen. Damit ist funktionssicher verhindert, dass bei Einsatz des Ein- und Ausschalt-Konzeptes des Klimaverdichters aufgrund der niedrigen Umgebungslufttemperaturen eine Verdampfervereisung erfolgt.is at least one evaporator temperature sensor is provided according to claim 16, by means of which the air temperature can be detected by evaporator, so switching off the air compressor immediately before a Evaporator icing detected by the evaporator temperature sensor respectively. This functionally reliable prevents use the on and off concept of the air compressor due to the low ambient air temperatures an evaporator icing takes place.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.Based a drawing is an embodiment closer to the invention explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage mit einem Stellelement in einer ersten Ausführungsform, 1 a schematic representation of an air conditioner with an actuator in a first embodiment,

2 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage mit einem Stellelement in einer zweiten Ausführungsform, und 2 a schematic representation of an air conditioner with an actuating element in a second embodiment, and

3 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage mit einem Stellelement in einer dritten Ausführungsform. 3 a schematic representation of an air conditioner with an actuator in a third embodiment.

In den 1 bis 3 ist jeweils schematische eine Klimaanlage 1, 1' und 1'' dargestellt, die vom grundsätzlichen Aufbau her identisch sind. So wird bei jeder Klimaanlage 1, 1' und 1'' gasförmig vorliegendes Arbeitsmittel in einem Klimaverdichter 2 komprimiert und über eine Arbeitsmittelleitung 3 zu einem Gaskühler 4 weitergeführt. Der Gaskühler 4 ist dabei so im Fahrzeug montiert, dass er mit Umgebungsluft beaufschlagbar ist, so dass die den Gaskühler 4 umströmende Kühlluft durch die Umgebungsluft gebildet ist. Das im Gaskühler 4 abgekühlte und wenigstens teilweise kondensierte Arbeitsmittel wird weiter über eine Arbeitsmittelleitung 5 zu einem inneren Wärmetauscher 6 geleitet, in dem es zusätzlich zum Gaskühler 4 weiter abgekühlt wird. Über eine Arbeitsmittelleitung 7 fließt das Arbeitsmittel zu einem Expansionsorgan 8, in dem es expandiert wird, d. h. es erfolgt eine Temperatur- und Druckabsenkung des Arbeitsmittels. In der Folge strömt das abgekühlte und expandierte Arbeitsmittel weiter über eine Arbeitsmittelleitung 9 in einen Verdampfer 10, in dem das Arbeitsmittel durch Aufnahme von Wärme aus der Luft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, verdampft wird. Dadurch strömt gekühlte und teilweise entfeuchtete Luft vom Verdampfer 10 in Richtung Fahrzeuginnenraum insbesondere für eine Kühlung desselben. Über eine Arbeitsmittelleitung 11 strömt das nun gasförmig und teilweise flüssig vorliegende Arbeitsmittel in einen Akkumulator 12, in dem noch flüssig vorliegende Anteile des Arbeitsmit tels aufgefangen werden. Eine Arbeitsmittelleitung 13 führt zum inneren Wärmetauscher 6, in dem das Arbeitsmittel im Gegenstromverfahren weiter angewärmt wird. Eine Arbeitsmittelleitung 14 verbindet den inneren Wärmetauscher 7 mit dem Klimaverdichter 2, so dass damit der Arbeitsmittelkreislauf geschlossen ist und das Arbeitsmittel im Klimaverdichter 2 wieder verdichtet werden kann.In the 1 to 3 each is schematic an air conditioner 1 . 1' and 1'' represented, which are identical in their basic structure. This is the case with any air conditioning system 1 . 1' and 1'' gaseous working fluid in an air compressor 2 compressed and via a working medium line 3 to a gas cooler 4 continued. The gas cooler 4 is mounted in the vehicle so that it can be acted upon by ambient air, so that the gas cooler 4 flowing around cooling air is formed by the ambient air. The gas cooler 4 cooled and at least partially condensed working fluid continues through a working fluid line 5 to an internal heat exchanger 6 in which it is in addition to the gas cooler 4 is cooled further. About a work center 7 the working fluid flows to an expansion organ 8th , in which it is expanded, ie there is a temperature and pressure reduction of the working fluid. As a result, the cooled and expanded working fluid continues to flow through a working fluid line 9 in an evaporator 10 in that the working fluid is vaporized by absorbing heat from the air supplied to the vehicle interior. As a result, cooled and partially dehumidified air flows from the evaporator 10 towards the vehicle interior in particular for cooling the same. About a work center 11 the now gaseous and partially liquid working fluid flows into an accumulator 12 , are caught in the still liquid present shares of Arbeitsmit stuff. A work center management 13 leads to the inner heat exchanger 6 , in which the working fluid is further heated in the countercurrent process. A work center management 14 connects the inner heat exchanger 7 with the air compressor 2 , so that so that the working fluid circuit is closed and the working fluid in the air compressor 2 can be compressed again.

In Fließrichtung des Arbeitsmittels gesehen ist der Arbeitsmittelkreislauf in einen zwischen einem druckseitigen Anschluss des Klimaverdichters 2 und dem Expansionsorgan 8 befindlichen Hochdruckbereich mit Hochdruck und einen zwischen dem Expansionsorgan 8 und einem saugseitigen Anschluss des Klimaverdichters 2 befindlichen Niederdruckbereich mit Niederdruck geteilt. Dem Gaskühler 4 ist ein Gaskühler-Temperatursensor 15 zugeordnet, mittels dem die Lufttemperatur der den Gaskühler 4 umströmenden Kühlluft, die mit der Umgebungslufttemperatur gleichzusetzen ist, erfasst werden kann. Dem Verdampfer 10 ist ein Verdampfer-Temperatursensor 16 zugeordnet, mittels dem die Lufttemperatur nach Verdampfer 10 erfasst werden kann.Viewed in the direction of flow of the working fluid, the working fluid circuit is in one between a pressure-side connection of the air compressor 2 and the expansion organ 8th located high pressure area with high pressure and one between the expansion device 8th and a suction-side connection of the air compressor 2 shared low pressure area with low pressure. The gas cooler 4 is a gas cooler temperature sensor 15 assigned by means of which the air temperature of the gas cooler 4 flowing around cooling air, which is equated with the ambient air temperature, can be detected. The evaporator 10 is an evaporator temperature sensor 16 assigned by means of which the air temperature after evaporator 10 can be detected.

Bei niedrigen Umgebungslufttemperaturen, beispielsweise bei einer Umgebungslufttemperatur kleiner 6°C, kann insbesondere bei niedrigen Leistungsanforderungen an die Klimaanlage 1, 1' oder 1'' oftmals kein ausreichend großes Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck eingestellt bzw. aufrechterhalten werden, so dass die Gefahr besteht, dass der Arbeitsmittelkreislauf in der Klimaanlage 1, 1' oder 1'' nicht aufrechterhalten werden kann. Um auch bei derart niederen Umgebungslufttemperaturen einen funktionssicheren Betrieb der Klimaanlage 1, 1' oder 1'' sicherzustellen, sind entsprechende Stellelemente vorgesehen, mittels denen eine Einstellung bzw. eine Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Druckverhältnisses zwischen Hochdruck und Niederdruck erreicht werden kann. Dafür ist der Gaskühler-Temperatursensor 15 als Ist-Temperaturwertgeber eingangsseitig an eine hier nicht näher dargestellte Regel-/Steuereinheit angeschlossen, an der ausgangsseitig das oder die steuerbaren Stellelemente angeschlossen sind. Die Regel-/Steuereinheit enthält einen Grenzwertgeber, wobei zudem eine vorgegebene Umgebungslufttemperatur als Minimal-Temperaturwert für die Umgebungsluft festgelegt ist. Bei einer von der Regel-/Steuereinheit ermittelten Unterschreitung des mittels des Gaskühler-Temperatursensors 15 festgestellten Temperatur-Istwertes unter den Minimal-Temperaturwert, wird ein zugeordnetes Stellsignal an das oder die Stellelemente abgegeben für eine Einstellung bzw. Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Druckverhältnisses zwischen Hochdruck und Niederdruck und somit für einen funktionssicheren Betrieb der Klimaanlage 1, 1' oder 1''. Des weiteren sind „Ausschalttemperaturen" für die Klimaanlage 1, 1' oder 1'' festgelegt, bei denen die Klimaanlage 1, 1' oder 1'' ausgeschalten wird, wobei diese „Ausschalttemperaturen" kleiner als der vorgegebene Minimal-Temperaturwert ist. So kann beispielsweise eine Klimaanlage 1, 1' oder 1'' bei einem Umluftbetrieb bis zu Umgebungslufttemperaturen bis –15°C betrieben werden, bzw. bei einem Frischluftbetrieb bis –1°C.At low ambient air temperatures, for example, at an ambient air temperature less than 6 ° C, especially at low power requirements to the air conditioning 1 . 1' or 1'' often no sufficiently large pressure ratio between high pressure and low pressure can be set or maintained, so that the risk be Stands that the working fluid in the air conditioning 1 . 1' or 1'' can not be sustained. Even at such low ambient air temperatures a functionally reliable operation of the air conditioning 1 . 1' or 1'' ensure appropriate control elements are provided by means of which an adjustment or maintenance of a predetermined pressure ratio between high pressure and low pressure can be achieved. This is the gas cooler temperature sensor 15 as the actual temperature value transmitter on the input side connected to a control / control unit, not shown here, on the output side of which or the controllable adjusting elements are connected. The control / control unit includes a limit sensor, wherein also a predetermined ambient air temperature is set as the minimum temperature value for the ambient air. At a determined by the control / control unit falls below the means of the gas cooler temperature sensor 15 detected actual temperature value below the minimum temperature value, an associated control signal is delivered to the one or more adjusting elements for setting or maintaining a predetermined pressure ratio between high pressure and low pressure and thus for a functionally reliable operation of the air conditioner 1 . 1' or 1'' , Furthermore, "switch off temperatures" for the air conditioning 1 . 1' or 1'' set in which the air conditioning 1 . 1' or 1'' is switched off, whereby these "switch-off temperatures" is smaller than the predetermined minimum temperature value 1 . 1' or 1'' in a recirculation mode up to ambient air temperatures up to -15 ° C are operated, or in a fresh air mode to -1 ° C.

In den 1 bis 3 sind unterschiedliche Ausführungsformen von Stellelementen, mittels denen eine Einstellung bzw. Aufrechterhaltung des vorgegebenen Druckverhältnisses zwischen Hochdruck und Niederdruck erreicht werden kann, dargestellt. In 1 ist an die Arbeitsmittelleitung 3 als Gaskühler-Arbeitsmittelleitung eine Gaskühler-Bypassleitung 17 strömungsmäßig angeschlossen, über die Arbeitsmittel am Gaskühler 4 vorbeigeführt werden kann. Als Stellelement ist ein Gaskühler-Bypassventil 18 vorgesehen, das gesteuert wenigstens zwischen einer Gaskühler-Stellung und einer Bypass-Stellung umgeschalten werden kann. In der Gaskühler-Stellung strömt das Arbeitsmittel nur durch den Gaskühler 4 und in der Bypass-Stellung strömt das Arbeitsmittel nur durch die Gaskühler-Bypassleitung 17. Wird mittels des Gaskühler-Temperatursensors 15 eine Unterschreitung des Minimal-Temperaturwertes festgestellt, so wird das Gaskühler-Bypassventil 18 in die Bypass-Stellung umgeschalten, so dass aufgrund der dadurch verkürzten Weg- und damit Abkühlstrecke für das Arbeitsmittel ein Abfall des Druckniveaus vermieden werden kann. Grundsätzlich kann die Gaskühler-Bypassleitung 17 auch in den Gaskühler 4 integriert sein, was schematisch durch ein strichliertes Rechteck in 1 eingezeichnet ist.In the 1 to 3 are different embodiments of actuators, by means of which an adjustment or maintenance of the predetermined pressure ratio between high pressure and low pressure can be achieved shown. In 1 is to the labor resource management 3 as gas cooler working fluid line a gas cooler bypass line 17 fluidly connected, via the working fluid on the gas cooler 4 can be passed. The actuator is a gas cooler bypass valve 18 provided that controlled can be switched at least between a gas cooler position and a bypass position. In the gas cooler position, the working fluid only flows through the gas cooler 4 and in the bypass position, the working fluid flows only through the gas cooler bypass line 17 , Is by means of the gas cooler temperature sensor 15 If the minimum temperature value has been undershot, the gas cooler bypass valve is established 18 switched to the bypass position, so that a drop in pressure levels can be avoided due to the thus shortened path and thus cooling distance for the working fluid. Basically, the gas cooler bypass line 17 also in the gas cooler 4 be integrated, which is schematically indicated by a dotted rectangle in 1 is drawn.

In der in 2 dargestellten Klimaanlage 1' ist in der Arbeitsmittelleitung 3 direkt benachbart zum Klimaverdichter 2 ein Druckaufbauorgan 19 als Stellelement angeordnet, bei dem der Durchströmungs-Querschnitt verändert werden kann. Wird eine Unterschreitung des Minimal-Temperaturwertes mittels dem Gaskühler-Temperatursensor 15 festgestellt, so wird der Durchströmungs-Querschnitt des Druckaufbauorgans 19 verkleinert, so dass dadurch ein erhöhter Widerstand im Arbeitsmittelkreislauf zustande kommt, wodurch ein entsprechender Druckaufbau im Arbeitsmittelkreislauf erfolgt. Dadurch kann das geforderte Druckverhältnis zwischen Hochdruck und Niederdruck auch bei entsprechend niedrigen Umgebungslufttemperaturen gehalten bzw. erreicht werden. Das Druckaufbauorgan 19 kann auch direkt in den Klimaverdichter 2 mit integriert werden, was auch hier schematisch durch ein strichliertes Rechteck eingezeichnet ist.In the in 2 illustrated air conditioning 1' is in the labor administration 3 directly adjacent to the air compressor 2 a pressure build-up organ 19 arranged as an adjusting element, in which the flow cross-section can be changed. If the minimum temperature value is undershot by means of the gas cooler temperature sensor 15 is determined, then the flow cross-section of the pressure build-up organ 19 reduced, so that thereby an increased resistance in the working fluid circuit is established, whereby a corresponding pressure build-up in the working fluid circuit. As a result, the required pressure ratio between high pressure and low pressure can be maintained or achieved even with correspondingly low ambient air temperatures. The pressure buildup organ 19 can also directly into the air compressor 2 to be integrated with, which is schematically drawn here by a dashed rectangle.

In 3 ist als Stellelement ebenfalls ein Druckaufbauorgan im Arbeitsmittelkreislauf vorgesehen, wobei hier das Druckaufbauorgan durch ein steuerbares Expansionsorgan 8' gebildet ist. Damit weist das Expansionsorgan 8' eine Doppelfunktion auf, nämlich einerseits eine üblicher Weise im Arbeitsmittelkreislauf notwendige Expansionsfunktion für das Arbeitsmittel und andererseits die Funktion des Stellelements bei entsprechend niedrigen Umgebungslufttemperaturen. Auch hier kann der Durchströmungs-Querschnitt des Expansionsorgans 8' verändert werden, so dass bei einer Unterschreitung des Minimal-Temperaturwertes der Durchströmungs-Querschnitt verkleinert wird. Dadurch wird aufgrund des erhöhten Widerstands im Arbeitsmittelkreislauf ein Druckaufbau erreicht.In 3 is also provided as a control element, a pressure build-up member in the working fluid circuit, in which case the pressure build-up member by a controllable expansion element 8th' is formed. This indicates the organ of expansion 8th' a dual function, namely on the one hand a conventional manner in the working fluid circuit necessary expansion function for the working fluid and on the other hand, the function of the control element at correspondingly low ambient air temperatures. Again, the flow cross-section of the expansion organ 8th' be changed, so that is reduced when falling below the minimum temperature value of the flow cross-section. As a result, a pressure build-up is achieved due to the increased resistance in the working fluid circuit.

Zur Verdeutlichung sind die Stellelemente (Gaskühler-Bypassventil 18 mit Gaskühler-Bypassleitung 17, Druckaufbauorgan 19 und Expansionsorgan 8') in den einzelnen Figuren jeweils fett eingezeichnet. Steigt die Umgebungslufttemperatur wieder über den Minimal-Temperaturwert, so wird das Gaskühler-Bypassventil 18 wieder zurück in die Gaskühler-Stellung geschalten bzw. beim Druckaufbauorgan 19 und beim Expansionsorgan 8' wird der Durchströmungs-Querschnitt wieder vergrößert, so dass damit ein von den jeweiligen Stellelementen unbeeinflusster Arbeitsmittelkreislauf erhalten wird. Mit derartigen Stellelementen 18, 19 und 8' kann ein Betrieb der Klimaanlage 1, 1' und 1'' auch bei relativ niedrigen Umgebungslufttemperaturen funktionssicher gewährleistet werden.For clarification, the control elements (gas cooler bypass valve 18 with gas cooler bypass line 17 , Pressure buildup organ 19 and expansion organ 8th' ) in each figure in bold. If the ambient air temperature rises above the minimum temperature value again, the gas cooler bypass valve becomes 18 switched back to the gas cooler position or the pressure build-up organ 19 and the expansion organ 8th' the flow-through cross-section is increased again, so that it is obtained from the respective control elements uninfluenced working fluid circuit. With such actuators 18 . 19 and 8th' can be an operation of the air conditioning 1 . 1' and 1'' be ensured functionally reliable even at relatively low ambient air temperatures.

Claims (16)

Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Klimaverdichter, wenigstens einem ersten Wärmetauscher als Gaskühler, wenigstens einem Expansionsorgan und wenigstens einem zweiten Wärmetauscher als Verdampfer, die nacheinander angeordnet und durch Arbeitsmittelleitungen für einen Arbeitsmittelkreislauf verbunden sind, wobei der Arbeitsmittelkreislauf in Fließrichtung des Arbeitsmittels gesehen in einen zwischen einem druckseitigen Anschluss des Klimaverdichters und dem Expansionsorgan befindlichen Hochdruckbereich mit Hochdruck und einen zwischen dem Expansionsorgan und einem saugseitigen Anschluss des Klimaverdichters befindlichen Niederdruckbereich mit Niederdruck geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gaskühler-Temperatursensor (15) vorgesehen ist, mittels dem die Lufttemperatur am Gaskühler (4) als Umgebungslufttemperatur erfassbar ist, dass der Gaskühler-Temperatursensor (15) als Ist-Temperaturwertgeber eingangsseitig an eine Regel-/Steuereinheit angeschlossen ist, an der ausgangsseitig wenigstens ein steuerbares Stellelement (18; 19; 8') angeschlossen ist, dass die Regel-/Steuereinheit einen Grenzwertgeber enthält und eine vorgegebene Umgebungslufttemperatur als Minimal-Temperaturwert für die Umgebungsluft festgelegt ist, und dass bei einer von der Regel-/Steuereinheit ermittelten Unterschreitung des mittels des Gaskühler-Temperatursensors (15) festgestellten Temperatur-Istwertes unter den Minimal-Temperaturwert ein zugeordnetes Stellsignal an wenigstens ein Stellelement (18; 19; 8') abgebbar ist für eine Einstellung bzw. Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Druckverhältnisses zwischen Hochdruck und Niederdruck.Air conditioning for a vehicle, in particular for a motor vehicle, with at least one air compressor, at least a first heat exchanger as a gas cooler, at least one expansion element and at least a second heat exchanger as an evaporator, which are successively arranged and connected by working fluid lines for a working fluid circuit, the working fluid circuit seen in the flow direction of the working fluid in between a high-pressure region located at the pressure-side connection of the air-conditioning compressor and the expansion element, and a low-pressure region located between the expansion element and a suction-side connection of the air-conditioning compressor is divided into low pressure, characterized in that at least one gas cooler temperature sensor ( 15 ) is provided, by means of which the air temperature at the gas cooler ( 4 ) is detected as the ambient air temperature that the gas cooler temperature sensor ( 15 ) is connected as an actual temperature value transmitter on the input side to a control / control unit, at the output side at least one controllable control element ( 18 ; 19 ; 8th' ) is connected, that the control / control unit includes a limit value transmitter and a predetermined ambient air temperature is set as a minimum temperature value for the ambient air, and that at a determined by the control / control unit falls below by means of the gas cooler temperature sensor ( 15 ) detected temperature actual value below the minimum temperature value an associated control signal to at least one actuator ( 18 ; 19 ; 8th' ) can be issued for a setting or maintenance of a predetermined pressure ratio between high pressure and low pressure. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Minimal-Temperaturwert höchstens 6°C beträgt.Air conditioning system according to claim 1, characterized that the predetermined minimum temperature value is at most 6 ° C. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Arbeitsmittel CO2 ist.Air conditioning system according to claim 1 or 2, characterized in that the working medium used is CO 2 . Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Klimaverdichter (2) und dem Gaskühler (4) eine Gaskühler-Arbeitsmittelleitung (3) vorgesehen ist, dass wenigstens eine an der Gaskühler-Arbeitsmittelleitung (3) strömungsmäßig angeschlossene Gaskühler-Bypassleitung (17) vorgesehen ist, über die Arbeitsmittel am Gaskühler (4) vorbeiführbar ist, und dass als Stellelement wenigstens ein Gaskühler-Bypassventil (18) vorgesehen ist, das gesteuert wenigstens zwischen einer Gaskühler-Stellung und einer Bypass-Stellung umschaltbar ist dergestalt, dass in der Gaskühler-Stellung Arbeitsmittel nur durch den Gaskühler (4) strömt und in der Bypass-Stellung Arbeitsmittel nur durch die Gaskühler-Bypassleitung (17) strömt.Air conditioning system according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the air compressor ( 2 ) and the gas cooler ( 4 ) a gas cooler working fluid line ( 3 ) is provided that at least one of the gas cooler working medium line ( 3 ) fluidly connected gas cooler bypass line ( 17 ) is provided, via the working means on the gas cooler ( 4 ), and that as a control element at least one gas cooler bypass valve ( 18 ) is provided, the controlled at least between a gas cooler position and a bypass position is switched such that in the gas cooler position working fluid only by the gas cooler ( 4 ) flows and in the bypass position working fluid only through the gas cooler bypass line ( 17 ) flows. Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaskühler-Bypassventil (18) in eine Mehrzahl von Zwischenstellungen schaltbar ist, so dass ein gestuftes, vorzugsweise stufenloses, Umschalten zwischen der Gaskühler-Stellung und der Bypass-Stellung möglich ist.Air conditioning system according to claim 4, characterized in that the gas cooler bypass valve ( 18 ) is switchable in a plurality of intermediate positions, so that a stepped, preferably continuously variable, switching between the gas cooler position and the bypass position is possible. Klimaanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaskühler-Bypassventil (18) durch ein 3-2-Wegeventil gebildet ist.Air conditioning system according to claim 4 or 5, characterized in that the gas cooler bypass valve ( 18 ) is formed by a 3-2-way valve. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaskühler-Bypassventil (18) durch ein thermisch schaltendes Gaskühler-Thermo-Bypassventil gebildet ist, bei dem der Gaskühler-Temperatursensor und die Regel-/Steuereinheit im Gaskühler-Thermo-Bypassventil integriert sind.Air conditioning system according to one of claims 4 to 6, characterized in that the gas cooler bypass valve ( 18 ) is formed by a thermally switching gas cooler thermo-bypass valve in which the gas cooler temperature sensor and the control unit are integrated in the gas cooler thermo-bypass valve. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gaskühler-Bypassleitung (17) in den Gaskühler (4) integriert angeordnet ist.Air conditioning system according to one of claims 4 to 7, characterized in that the at least one gas cooler bypass line ( 17 ) in the gas cooler ( 4 ) is arranged integrated. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellelement wenigstens ein Druckaufbauorgan (19; 8') im Arbeitsmittelkreislauf angeordnet ist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 8, characterized in that as actuating element at least one pressure-increasing member ( 19 ; 8th' ) is arranged in the working fluid circuit. Klimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Druckaufbauorgan (19; 8') einen gesteuert veränderbaren Durchströmungs-Querschnitt aufweist dergestalt, dass bei einer Unterschreitung des Minimal-Temperaturwertes der Durchströmungs-Querschnitt verkleinert wird.Air conditioning system according to claim 9, characterized in that the at least one pressure-building member ( 19 ; 8th' ) has a controlled variable flow cross-section such that when the minimum temperature value is undershot, the flow cross-section is reduced. Klimaanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Druckaufbauorgan (19) zwischen dem Klimaverdichter (2) und dem Gaskühler (4), vorzugsweise unmittelbar benachbart zum Klimaverdichter (2), im Arbeitsmittelkreislauf angeordnet ist.Air conditioning system according to claim 9 or 10, characterized in that the at least one pressure-building member ( 19 ) between the air compressor ( 2 ) and the gas cooler ( 4 ), preferably immediately adjacent to the air compressor ( 2 ), is arranged in the working medium circuit. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Druckaufbauorgan (19) im Klimaverdichter (2) integriert ist.Air conditioning system according to one of claims 9 to 11, characterized in that the at least one pressure-increasing member ( 19 ) in the air compressor ( 2 ) is integrated. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Druckaufbauorgan durch ein steuerbares Expansionsorgan (8') gebildet ist.Air conditioning system according to one of claims 9 to 12, characterized in that the at least one pressure-increasing member by a controllable expansion element ( 8th' ) is formed. Klimaanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsorgan (8') wenigstens zweistufig ausgebildet ist.Air conditioning system according to claim 13, characterized in that the expansion element ( 8th' ) is formed at least two stages. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellelement ein Verdichter-Regelventil des Klimaverdichters (2) und/oder eine Verdichter-Magnetkupplung des Klimaverdichters (2) eingesetzt ist, und dass mittels des Verdichter-Regelventils und/oder der Verdichter-Magnetkupplung in einem zeitlich vorgegebenen Wechsel ein Ein- und Ausschalten des Klimaverdichters erfolgt.Air conditioning system according to one of claims 1 to 14, characterized in that as a control element, a compressor control valve of the air compressor ( 2 ) and / or a compressor magnetic coupling of the air compressor ( 2 ) is used, and that by means of the compressor control valve and / or the compressor-magnetic coupling in a timely predetermined switching on and off of the air compressor takes place. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verdampfer-Temperatursensor (16) vorgesehen ist, mittels dem die Lufttemperatur nach Verdampfer (10) erfassbar ist, und dass das Ausschalten des Klimaverdichters (2) unmittelbar vor einer durch den Verdampfer-Temperatursensor (16) festgestellten Verdampfervereisung erfolgt.Air conditioning system according to one of claims 1 to 15, characterized in that at least one evaporator temperature sensor ( 16 ) by means of which the air temperature downstream of the evaporator ( 10 ) and that switching off the air compressor ( 2 ) immediately before passing through the evaporator temperature sensor ( 16 ) evaporator icing occurs.
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