DE102007028856A1

DE102007028856A1 - Fahrzeug mit einer Klimaanlage

Info

Publication number: DE102007028856A1
Application number: DE102007028856A
Authority: DE
Inventors: Stefan Demmer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2008-12-24

Abstract

Fahrzeug mit einer Klimaanlage, deren Kältemittelkreis mindestens folgende, über Kältemittelleitungen verbundene Komponenten aufweist: - einen Verdichter, - einen Kondensator zum Abführen von Wärme aus dem verdichteten Kältemittel, - ein Entspannungsorgan und - einen Verdampfer. An mindestens einer vom Verdichter entfernt befindlichen Stelle des Kältemittelkreises ist eine erste Ölabscheideeinrichtung vorgesehen, die Öl, das aus dem Verdichter in den Kältemittelkreis gelangt ist, abscheidet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei Verdichtern von Klimaanlagen tritt das Problem auf, dass Schmieröl des Verdichters in gewissen geringen Mengen, z. B. über den Ringspalt zwischen Kolben und Zylindern, in den Kältemittelkreislauf gelangt. Kältemittelverdichter sind deshalb bereits seit vielen Jahren standardmäßig mit Ölabscheideeinrichtungen ausgestattet, die in den Verdichter integriert sind und die dazu vorgesehen sind, Öl aus dem verdichteten Kältemittel abzuscheiden und zurück in den "Ölsumpf" des Verdichters zu fördern. Derartige Ölabscheider scheiden einen Großteil des in das Kältemittel gelangten Öls ab. Der im Kältemittel verbleibende Ölanteil durchströmt den Kältemittelkreislauf und wird dann wieder vom Verdichter angesaugt. Bei einfach gestalteten Kältemittelkreisläufen genügt ein derartiger in den Verdichter integrierter Ölabscheider, um die Schmierung des Verdichters über die Lebensdauer der Fahrzeugklimaanlage sicherzustellen.
Bei komplexeren Fahrzeugklimaanlagen hingegen, d. h. bei Fahrzeugklimaanlagen, die z. B. mehrere Verdampfer, ein Leitungsnetz mit einer Vielzahl von Krümmungen, Abzweigen, syphonartigen Stellen etc. aufweisen, kann das Problem auftreten, dass sich Öl, das aus dem Ölsumpf des Verdichters in das Kältemittel gelangt ist, an bestimmten Komponenten bzw. Leitungsstellen des Kältemittelkreislaufs absetzt und nicht zurück in den Verdichter gesaugt wird. Bei Hybrid-Fahrzeugen muss beispielsweise das Batteriezellenpaket gekühlt werden, was eine komplizierte, gewundene Leitungsführung erfordert und die Gefahr birgt, dass sich an „ungünstigen" Leitungsstellen dauerhaft Öl aus dem Verdichter ansammelt. Sich dauerhaft an bestimmten Stellen des Kältemittelkreislaufs ansammelndes bzw. absetzendes Öl kann dazu führen, dass der Ölsumpf des Verdichters allmählich "leergesaugt" wird, d. h. dass es zu einer Unterversorgung des Verdichters mit Schmieröl kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer Klimaanlage zu schaffen, bei der selbst bei mehreren "Kälteleistungsverbrauchern" bzw. bei komplizierter Leitungsführung dauerhaft eine zuverlässige Schmierung des Kältemittelverdichters sichergestellt bleibt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer Klimaanlage, deren Kältemittelkreis mindestens folgende über Kältemittelleitungen miteinander verbundene Komponenten aufweist:

– Einen Verdichter,
– einen Kondensator, zum Abführen von Wärme aus dem verdichteten Kältemittel,
– ein Entspannungsorgan; und
– einen Verdampfer.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass an einer vom Verdichter entfernt befindlichen Stelle des Kältemittelkreislaufs eine Ölabscheideeinrichtung vorgesehen ist, die im Folgenden als "erste Ölabscheideeinrichtung" be zeichnet wird. Die erste Ölabscheideeinrichtung ist dazu vorgesehen, Öl, das aus dem Verdichter in den Kältemittelkreislauf gelangt ist, abzuscheiden. „Vom Verdichter entfernt" bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, dass die erste Ölabscheidung eine bestimmte Entfernung oder möglichst weit entfernt vom Verdichter angeordnet sein muss, sondern lediglich, dass sie an einer Stelle im Kältemittelkreislauf angeordnet ist, die sich „außerhalb" des Verdichters bzw. außerhalb des Verdichtergehäuses, d. h. nicht unmittelbar am Verdichter befindet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann in den Verdichter integriert eine zweite Ölabscheideeinrichtung sein. Nochmals ausdrücklich wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der ersten Ölabscheideeinrichtung nicht um eine in den Verdichter integrierte Ölabscheideeinrichtung handelt, sondern um eine "außerhalb" bzw. vom Verdichter entfernt angeordnete Ölabscheideeinrichtung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die erste Ölabscheideeinrichtung eine Bypassleitung auf, mit einer definierten Rückführung für abgeschiedenes Öl (ggf. auch mit Kleinstmengen des Kältemittels). Über die Bypassleitung kann abgeschiedenes Öl unter Umgehung der im eigentlichen Kältemittelkreislauf nachfolgenden Komponenten dem Verdichter zugeleitet werden. Die Bypassleitung ist also dazu vorgesehen, eine oder mehrere Komponenten des Kältemittelkreislaufs, wie z. B. Verdichter oder komplizierte bzw. stark gewundene Leitungsabschnitte, wie z. B. Abzweigstellen, stark gekrümmte Leitungsabschnitte, an denen die Gefahr bestünde, dass sich Öl abscheidet, zu umgehen.
Die Bypassleitung kann permanent geöffnet sein und permanent einen geringen Kältemittelvolumenstrom unter Umgehung kritischer Komponenten bzw. Passagen des Kältemittelkreislaufs zurück zum Verdichter leiten. Alternativ dazu kann in der Bypassleitung ein steuerbares, z. B. elektrisch ansteuerbares Ventil vorgesehen sein, das in seinem Grundzustand geöffnet ist und nur dann geöffnet wird, wenn der ersten Ölabscheideeinrichtung angesammeltes Öl zum Verdichter geleitet werden soll. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in gewissen zeitlichen Abständen, wenn sich in der Ölabscheideinrichtung eine gewisse Menge Öl abgeschieden hat, die Bypassleitung geöffnet wird und das abgeschiedene Öl zurück in den Verdichter "gespült" bzw. gesaugt wird.
Hinsichtlich der Gestaltung der ersten Ölabscheideeinrichtung gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Eine Ölabscheidung kann beispielsweise bereits durch eine syphonartige bzw. U-förmige Leitungsführung mit einem in Bezug auf die Schwerkraft "lokalen Minimum" dargestellt werden.
Die erste Ölabscheideeinrichtung kann beispielsweise vor dem Verdampfer angeordnet sein. Sofern der Kältemittelkreislauf mehrere Verdampfer bzw. "Kälteleistungsverbraucher" aufweist, kann vor jedem Kältemittelleistungsverbraucher eine Ölabscheideeinrichtung angeordnet sein. Ölabscheideeinrichtungen können ganz allgemein vor Kreislaufkomponenten bzw. Kreislaufabschnitten angeordnet sein, die gefährdet sind, dass sich darin oder dort Öl dauerhaft ansammelt.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. Die einzige 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung in schematischer Darstellung.
1 zeigt einen Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage mit einem Verdichter 1, einem ersten und einem zweiten Verdampfer 2 bzw. 3 und einem Batteriespeicher 4. Kondensator und Entspannungsorgan des Kältemittelkreislaufs sind hier nicht dargestellt. Von der Druckseite 5 des Verdichters 1 führt eine Kältemittelleitung 6 zum ersten Verdampfer 2. In Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen vor dem ersten Verdampfer 2 ist eine erste Ölabscheideeinrichtung 7 angeordnet. Die erste Ölabscheideeinrichtung 7 weist eine Bypassleitung auf, über die Kältemittel von der Druckseite zur Saugseite strömen kann. In der ersten Ölabscheideeinrichtung 7 abgeschiedenes Öl kann somit unter Umgehung der Verdampfer 2, 3 und des Speichers 4 unmittelbar zurück in den Verdichter 1 gesaugt werden. Entsprechende weitere Ölabscheideeinrichtungen 8, 9 sind in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen vor dem zweiten Verdampfer 3 und vor dem Speicher 4 angeordnet.
Eine weitere Ölabscheideinrichtung, die hier jedoch nicht dargestellt ist, kann in den Verdichter 1 integriert sein.

Claims

Fahrzeug mit einer Klimaanlage, deren Kältemittelkreis mindestens folgende über Kältemittelleitungen verbundene Komponenten aufweist: – Einen Verdichter (1), – einen Kondensator, zum Abführen von Wärme aus dem verdichteten Kältemittel, – ein Entspannungsorgan, und – einen Verdampfer, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer vom Verdichter (1) entfernt befindlichen Stelle des Kältemittelkreises eine erste Ölabscheideeinrichtung (7–9) vorgesehen ist, die Öl, das aus dem Verdichter (1) in den Kältemittelkreislauf gelangt ist, abscheidet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (1) eine in den Verdichter integrierte zweite Ölabscheideeinrichtung aufweist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ölabscheideeinrichtung (7–9) eine Bypassleitung aufweist, über die abgeschiedenes Öl von einer Druckseite des Kältemittelkreislaufs des Kältemittelkreises in den Verdichter gesaugt werden kann, wobei die Bypassleitung dazu vorgesehen ist, eine oder mehrere Komponenten (2–4) des Kältemittelkreises zu umgehen und eine Ölansammlung in diesen Komponenten (2–4) des Kältemittelkreises zu minimieren bzw. zu verhindern.
Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung ein elektrisch ansteuerbares Ventil aufweist, das in seinem Grundzustand geschlossen ist und das geöffnet wird, wenn in der ersten Ölabscheideeinrichtung (7–9) angesammeltes Öl in den Verdichter (1) gesaugt werden soll.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ölabscheideeinrichtung (7–9) einen syphonartig gestalteten Leitungsabschnitt aufweist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ölabscheideeinrichtung (7–9) vor einem Kältemittelleistungsverbraucher, insbesondere vor einem Verdichter (2, 3) angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage mehrere Kältemittelverbraucher, insbesondere mehrere Verdichter, aufweist und dass in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen vor jedem Kältemittelleistungsverbraucher eine Ölabscheideeinrichtung angeordnet ist.