DE102008009848A1

DE102008009848A1 - Fahrzeugklimasystem

Info

Publication number: DE102008009848A1
Application number: DE102008009848A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang SANDKÖTTER
Original assignee: Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-13

Abstract

Um ein Fahrzeugklimasystem, umfassend eine Fahrzeugklimaanlage, in deren Kältmittelkreislauf ein Verdichter, ein Kondensator mit einem Kondensatorlüfter und ein Verdampfer mit einem Verdampfergebläse angeordnet sind, zur Verfügung zu stellen, welches möglichst unabhängig vom Verbrennungsmotor des Fahrzeugs betreibbar ist, wird vorgeschlagen, dass ein Verdichterantrieb ein Kondensatorlüfterantrieb und ein Verdampfergebläseantrieb als Gleichstromantriebe ausgelegt sind, die durch ein Gleichspannungsnetz speisbar sind und dass das Fahrzeugklimasystem Solarkollektoren umfasst, die Gleichstrom zur Einspannung in das Gleichspannungsnetz liefern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugklimasystem, umfassend eine Fahrzeugklimaanlage, in deren Kältemittelkreislauf ein Verdichter, ein Kondensator mit einem Kondensatorlüfter und ein Verdampfer mit einem Verdampfergebläse angeordnet sind.
Derartige Fahrzeugklimasysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt, bei diesen ist üblicherweise jedoch der Verdichter durch den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs angetrieben, so dass eine Klimatisierung des Fahrzeugs durch die Fahrzeugklimaanlage nur bei laufendem Verbrennungsmotor möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugklimasystem der gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stellen, welches möglichst unabhängig vom Verbrennungsmotor des Fahrzeugs betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeugklimasystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Verdichterantrieb, ein Kondensatorlüfterantrieb und ein Verdampfergebläseantrieb als Gleichstromantriebe ausgelegt sind, die durch ein Gleichspannungsnetz speisbar sind und dass das Fahrzeugklimasystem Solarkollektoren umfasst, die Gleichstrom zur Einspeisung in das Gleichspannungsnetz liefern.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass einerseits der Antrieb des Verdichters nicht mehr über den Verbrennungsmotor sondern mittels eines eigenen Verdichterantriebs erfolgt und somit vom Fahrzeugmotor unabhängige Betriebsweisen möglich sind und dass andererseits durch die Solarkollektoren die Möglichkeit geschaffen wurde, den Betrieb der Fahrzeugklimaanlage durch Solarenergie zumindest zu unterstützen, wenn nicht durch diese alleine zu ermöglichen.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Solarkollektoren so ausgelegt sind, dass mindestens bei Sonneneinstrahlung die Fahrzeugklimaanlage durch die Solarkollektoren betreibbar ist.
In diesem Fall sollte für die Solarkollektoren eine möglichst große Fläche zur Verfügung stehen.
Dies lässt sich bei einem Fahrzeug einfach dadurch realisieren, dass die Solarkollektoren auf einem Fahrzeugdach angeordnet sind.
Um eine möglichst effiziente Energieausnutzung zu realisieren, und um möglichst wenig elektrische Verlustleistung zu erhalten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Solarkollektoren eine Gleichspannung erzeugen, die der des Gleichspannungsnetzes entspricht.
Um ferner eine gewisse Energiepufferung zu erhalten, und beispielsweise auch dann die Solarenergie speichern zu können, wenn diese nicht sofort und unmittelbar zum Betrieb der Fahrzeugklimaanlage benötigt wird, ist vorzugsweise in dem Gleichspannungsnetz eine Batterie angeordnet, die es ermöglicht, bei Sonneneinstrahlung und beispielsweise nicht in Betrieb befindlicher Fahrzeugklimaanlage Energie zu speichern.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem Gleichspannungsnetz ein vom Fahrzeugmotor betreibbarer Generator angeordnet ist, der die Möglichkeit eröffnet, entweder den Betrieb der Fahrzeugklimaanlage bei laufendem Fahrzeugmotors zu unterstützen oder die Batterie aufzuladen oder gegebenenfalls bei nicht vorhandener Sonneneinstrahlung die notwendige Energie zum Betreiben der Fahrzeugklimaanlage zu liefern.
Hinsichtlich des Gleichspannungsnetzes wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass das Gleichspannungsnetz bei einer Gleichspannung von 24 Volt arbeitet, da bei dieser Spannung einerseits günstige und von der Baugrößer her vorteilhafte Antriebsmotoren zur Verfügung stehen und andererseits eine derartige Spannung im Gleichspannungsnetz noch keine besonderen Maßnahmen zur Absicherung der Leitungen erfordert.
Hinsichtlich der Ausbildung der Fahrzeugklimaanlage selbst wurden bislang noch keine weiteren Angaben gemacht.
So sieht eine zweckmäßige Lösung vor, dass in der Fahrzeugklimaanlage der Kältemittelkreislauf mit dem Verdichter, dem Kondensator und dem Verdampfer sowie der Verdichterantrieb, der Kondensatorlüfter mit dem Kondensatorlüfterantrieb und das Verdampfergebläse mit dem Verdampfergebläseantrieb zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die somit als Ganzes an dem Fahrzeug montierbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Kältemittelkreislauf mit dem Verdichter, dem Kondensator und dem Verdampfer sowie der Verdichterantrieb, der Kondensatorlüfter mit dem Kondensatorlüfterantrieb und das Verdampfergebläse mit dem Verdampfergebläseantrieb auf einer gemeinsamen Gerätebasis angeordnet sind, so dass eine vorfertigbare, als Ganzes am Fahrzeug montierbare Einheit zur Verfügung steht.
Vorzugsweise sind dabei auch der Kältemittelkreislauf mit dem Verdichter, dem Kondensator und dem Verdampfer sowie der Verdichterantrieb, der Kondensatorlüfter mit dem Kondensatorlüfterantrieb und das Verdampfergebläse mit dem Verdampfergebläseantrieb in einem Gehäuse angeordnet, so dass die gesamte Fahrzeugklimaanlage mitsamt ihrem in dem Gehäuse als Einheit an dem Fahrzeug montierbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Fahrzeugklimaanlage als Dachklimaanlage ausgebildet ist, die mit dem Gehäuse als eine Einheit auf einem Fahrzeugdach montierbar ist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugklimasystem entsprechend einem oder mehreren der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeugklimasystems versehenen Fahrzeugs, insbesondere eines Omnibusses und
2 eine schematische Darstellung der einzelnen Einheiten des erfindungsgemäßen Fahrzeugklimasystems.
Ein in 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10, beispielsweise ausgebildet als Omnibus, umfasst eine Fahrzeugkarosserie 12 mit einem Dach 14, auf welchem eine Fahrzeugklimaanlage 16, beispielsweise in einem Heckbereich 18 angeordnet ist.
Auf dem Dach 14 der Fahrzeugskarosserie 12 sind ferner noch Solarkollektoren 20, beispielsweise die Solarkollektoren 20a und 20b vorgesehen, welche bei Sonneneinstrahlung Gleichstrom liefern.
Wie in 2 dargestellt, sind auf einer Gerätebasis 30 der Fahrzeugklimaanlage 16 ein Verdichter 32, ein Kondensator 34, ein Expansionsventil 36 und ein Verdampfer 38 aufeinanderfolgend in einem Kältemittelkreislauf 40 angeordnet.
Der Verdichter 32 ist als halbhermetischer Verdichter ausgeführt, bei welchem ein Verdichterantrieb 42 gemeinsam mit dem Verdichter 32 in einem Verdichtergehäuse 44 hermetisch abgeschlossen angeordnet ist, so dass eine optimale Abdichtung möglich ist.
Der Kondensator 34 ist durch einen Luftstrom 46 der Außenluft kühlbar, der gegebenenfalls durch einen Kondensatorlüfter 48, insbesondere bei stehendem Fahrzeug, durch den Kondensator 34 zwangsweise hindurchgeführt werden kann.
Der Verdampfer 38 dient zum Kühlen eines in einen Innenraum des Fahrzeugs 10 hineingeführten Klimatisierungsluftstroms 50, welcher durch ein Verdampfergebläse 52 durch den Verdampfer 38 zwangsweise hindurchgeführt wird.
Der Verdichterantrieb 42, ein Kondensatorlüfterantrieb 54 sowie ein Verdampfergebläseantrieb 56 sind alle als Gleichstrommotoren ausgebildet, die beispielsweise mit 24 Volt betreibbar sind und durch ein als Ganzes mit 60 bezeichnetes Gleichspannungsnetz versorgbar sind, wobei zur Steuerung des Verdichterantriebs 42, des Kondensatorlüfterantriebs 54 und des Verdampfergebläseantriebs 56 eine Steuerung 62 vorgesehen ist, mit welcher auch noch zusätzlich das Expansionsventil 36 steuerbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage 16 sind an der Gerätebasis 30 nicht nur der Verdichter 32, sondern auch der Verdichterantrieb 42 und das Verdichtergehäuse 44 angeordnet.
Ferner ist an der Gerätebasis 30 nicht nur der Kondensator 34, sondern auch der Kondensatorlüfter 48 mit dem Kondensatorlüfterantrieb 54 angeordnet.
Außerdem ist an der Gerätebasis nicht nur der Verdampfer 38, sondern auch das Verdampfergebläse 52 mit dem Verdampfergebläseantrieb 56 angeordnet. Insbesondere ist auch noch die Steuerung 62 an der Gerätebasis 30 angeordnet, so dass alle Komponenten der Fahrzeugklimaanlage 16 zu einer kompakten Einheit mit der Gerätebasis 30 als Träger zusammengefasst sind, die als Ganzes auf dem Fahrzeugdach 14 im Heckbereich 18 montierbar ist, wobei alle Einheiten der Fahrzeugklimaanlage 16 vorzugsweise durch eine die Gerätebasis 30 übergreifende Abdeckung 64 geschützt sind, die Abdeckung 64, Lufteinlässe 66 sowie einen Luftauslass 68 aufweist.
Mit dem Gleichspannungsnetz 60 ist außerdem noch eine Batterie 70 verbunden und außerdem ist mit dem Gleichspannungsnetz 60 ein Generator 72 verbunden, welcher durch einen Verbrennungsmotor 74 des Fahrzeugs 10 antreibbar ist.
Schließlich sind mit dem Gleichspannungsnetz 60 auch die Solarkollektoren 20a und 20b verbunden, die auf dem Fahrzeugdach 14 angeordnet sind.
Die Solarkollektoren 20a und 20b sind dabei so ausgebildet, dass sie ebenfalls eine Gleichspannung von beispielsweise 24 Volt liefern.
Desgleichen liefert auch der Generator 72 im durch den Verbrennungsmotor 74 angetriebenen Zustand eine Gleichspannung von mindestens 24 Volt und die Batterie 70 ist ebenfalls als Batterie für 24 Volt ausgelegt.
Damit besteht die Möglichkeit, über das Gleichspannungsnetz 60 die Fahrzeugklimaanlage 16 zu betreiben, und zwar in folgender Art und Weise.
Im Fahrbetrieb des Fahrzeugs besteht unabhängig davon, ob die Solarkollektoren 20a und 20b der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, die Möglichkeit, über den Generator 72 so viel Energie zu erzeugen, dass die Fahrzeugklimaanlage 16 mit allen ihren Komponenten, insbesondere mit dem Verdichterantrieb 42, dem Kondensatorlüfterantrieb 54 und dem Verdampfergebläseantrieb 56 betrieben werden kann.
Gegebenenfalls lassen sich Pausen beim Betrieb des Verbrennungsmotors 74 durch die Batterie 70 überbrücken.
Steht allerdings das Fahrzeug 10 still, so ist, wenn das Fahrzeug in der Sonne steht und somit die Solarkollektoren 20a und 20b der Sonneneinstrahlung in vollem Umfang ausgesetzt sind, die Möglichkeit gegeben, die Fahrzeugklimaanlage 16 durch die von den Solarkollektoren 20a und 20b gelieferte Energie zu betreiben, insbesondere den Verdichterantrieb 42, den Kondensatorlüfterantrieb 54 und den Verdampfergebläseantrieb 56.
Gegebenenfalls kann ein derartiger Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 16 noch durch die Batterie 70 bei begrenzter Sonneneinstrahlung oder kurzfristigem Ausfall der Sonneneinstrahlung unterstützt werden.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, insbesondere im Sommer, wenn das Fahrzeug 10 in der Sonne steht, die Fahrzeugklimaanlage 16 im Wesentlichen durch die Solarkollektoren 20a und 20b zu betreiben, da einerseits in derartigen Fällen die optimale Leistung der Fahrzeugklimaanlage 16 notwendig ist, um den Innenraum des Fahrzeugs 10 zu kühlen, andererseits in diesem Fall dann aber auch die optimale Sonneneinstrahlung auf die Solarkollektoren 20a und 20b zur Verfügung steht, so dass diese auch ihre optimale Leistung bringen.
Sollten die Sonneneinstrahlung nicht optimal sein, so besteht die Möglichkeit durch die Steuerung 60 die Fahrzeugklimaanlage in Intervallen, gegebenenfalls mit Unterstützung der Batterie 70 zu betreiben und zwischen diesen Intervallen mit den Solarkollektoren 20a, 20b die Batterie 70 wieder aufzuladen.
Wird durch die Solarkollektoren 20a und 20b das Fahrzeugdach 14 im Wesentlichen in den Flächenbereichen außerhalb der durch die Fahrzeugklimaanlage 16 überdeckten Flächenbereiche überdeckt, so steht einerseits eine möglichst große elektrische Leistung zur Verfügung und andererseits wird das Fahrzeugdach 14 weniger durch die Sonneneinstrahlung aufgeheizt, da die Sonneneinstrahlung durch die Solarkollektoren 20a und 20b in den von diesen überdeckten Flächen im Wesentlichen in elektrische Energie umgesetzt wird.

Claims

Fahrzeugklimasystem umfassend eine Fahrzeugklimaanlage (16) in deren Kältemittelkreislauf (40) ein Verdichter (32) ein Kondensator (34) mit einem Kondensatorlüfter (48) und ein Verdampfer (38) mit einem Verdampfergebläse (52) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdichterantrieb (42) ein Kondensatorlüfterantrieb (54) und ein Verdampfergebläseantrieb (56) als Gleichstromantriebe ausgelegt sind, die durch ein Gleichspannungsnetz (60) speisbar sind und dass das Fahrzeugklimasystem Solarkollektoren (20a, 20b) umfasst, die Gleichstrom zur Einspannung in das Gleichspannungsnetz (60) liefern.
Fahrzeugklimasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarkollektoren (20a, 20b) so ausgelegt sind, dass mindestens bei Sonneneinstrahlung die Fahrzeugklimaanlage (16) durch die Solarkollektoren (20a, 20b) betreibbar ist.
Fahrzeugklimasystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarkollektoren (20a, 20b) auf einem Fahrzeugdach (14) angeordnet sind.
Fahrzeugklimasystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarkollektoren (20a, 20b) eine Gleichspannung erzeugen, die der des Gleichspannungsnetzes (60) entspricht.
Fahrzeugklimasystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gleichspannungsnetz (60) eine Batterie (70) angeordnet ist.
Fahrzeugklimasystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gleichspannungsnetz (60) ein vom Fahrzeugmotor (74) betreibbarer Generator (72) vorgesehen ist.
Fahrzeugklimasystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichspannungsnetz (60) bei einer Gleichspannung von 24 Volt arbeitet.
Fahrzeugklimasystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fahrzeugklimaanlage (16) der Kältemittelkreislauf (40) mit dem Verdichter (32), dem Kondensator (34) und dem Verdampfer (38) sowie der Verdichterantrieb (42), der Kondensatorlüfter (48) mit dem Kondensatorlüfterantrieb (54) und das Verdampfergebläse (52) mit dem Verdampfergebläseantrieb (56) zu einer Baueinheit zusammengefasst sind.
Fahrzeugklimasystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (40) mit dem Verdichter (32), dem Kondensator (34) und dem Verdampfer (38) sowie der Verdichterantrieb (42), der Kondensatorlüfter (48) mit dem Kondensatorlüfterantrieb (54) und das Verdampfergebläse (52) mit dem Verdampfergebläseantrieb (56) auf einer gemeinsamen Gerätebasis (30) angeordnet sind.
Fahrzeugklimasystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fahrzeugklimaanlage (16) der Kältemittelkreislauf (40) mit dem Verdichter (32), dem Kondensator (34) und dem Verdampfer (38) sowie der Verdichterantrieb (42), der Kondensatorlüfter (48) mit dem Kondensatorlüfterantrieb (54) und das Verdampfergebläse (52) mit dem Verdampfergebläseantrieb (56) in einem gemeinsamen Gehäuse (30, 64) angeordnet sind.
Fahrzeugklimasystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugklimaanlage (16) als Dachklimaanlage ausgebildet ist.
Fahrzeug (10) umfassend eine Karosserie (12), deren Innenraum klimatisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) mit einem Fahrzeugklimasystem nach einem der voranstehenden Ansprüche versehen ist.