DE102012224484A1 - Klimaanlage - Google Patents

Klimaanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102012224484A1
DE102012224484A1 DE201210224484 DE102012224484A DE102012224484A1 DE 102012224484 A1 DE102012224484 A1 DE 102012224484A1 DE 201210224484 DE201210224484 DE 201210224484 DE 102012224484 A DE102012224484 A DE 102012224484A DE 102012224484 A1 DE102012224484 A1 DE 102012224484A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
branch
fluid
evaporator
air conditioning
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201210224484
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Priority to DE201210224484 priority Critical patent/DE102012224484A1/de
Publication of DE102012224484A1 publication Critical patent/DE102012224484A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/323Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04Refrigeration circuit bypassing means

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf (1, 1a), wobei der Kältemittelkreislauf (1, 1a) einen Kondensator (2), einen ersten Verdampfer (4), einen zweiten Verdampfer (5) und einen inneren Wärmeübertrager (3) aufweist, wobei der innere Wärmeübertrager (3) einen ersten Fluideinlass (15) und einen ersten Fluidauslass (16) aufweist und weiterhin einen zweiten Fluideinlass (17) und einen zweiten Fluidauslass (18) aufweist, wobei der Kältemittelkreislauf (1, 1a) aus einem ersten Zweig und einem zweiten Zweig gebildet ist, wobei der erste Zweig zumindest den Kondensator (2), den inneren Wärmeübertrager (3) und den ersten Verdampfer (4) aufweist, und der zweite Zweig zumindest den zweiten Verdampfer (5) aufweist, wobei die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig entweder an einer Zuleitung des ersten Fluideinlasses (15) erfolgt und die Fluidrückführung vom zweiten Zweig in den ersten Zweig an einer Ableitung des zweiten Fluidauslasses (18) erfolgt oder die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig an einer Ableitung des ersten Fluidauslasses (15) erfolgt und die Fluidrückführung von dem zweiten Zweig in den ersten Zweig an einer Zuleitung des zweiten Fluideinlasses (17) erfolgt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf mit einem Kondensator, einem ersten Verdampfer, einem zweiten Verdampfer und einem inneren Wärmeübertrager, wobei der innere Wärmeübertrager einen ersten Fluideinlass und einen ersten Fluidauslass und weiterhin einen zweiten Fluideinlass und einen zweiten Fluidauslass aufweist, wobei der Kältemittelkreislauf aus einem ersten Zweig und einem zweiten Zweig gebildet ist, wobei der erste Zweig zumindest den Kondensator, den inneren Wärmeübertrager und den ersten Verdampfer aufweist und der zweite Zweig zumindest den zweiten Verdampfer aufweist.
  • Stand der Technik
  • Kältemittelkreisläufe von Klimaanlagen können neben einem Kondensator eine Einzahl oder Mehrzahl von Verdampfern enthalten. Diese können in einer parallelen Anordnung in den Kältemittelkreislauf des Kondensators integriert sein. Durch eine Mehrzahl von Verdampfern kann die maximal mögliche Kühlleistung erhöht werden. Die Verdampfer können dabei unterschiedlichen zu kühlenden Komponenten zugeordnet sein. Insbesondere die Kühlung von Batteriekomponenten kann durch einen zusätzlichen Verdampfer realisiert werden.
  • In einfachen Ausführungen sind die einzelnen Verdampfer parallel zueinander geschaltet und stehen in direkter Fluidkommunikation mit dem Kältemittelkreislauf des Kondensators.
  • Um die Effizienz von Kältemittelkreisläufen weiter zu erhöhen, können innere Wärmeübertrager in diese integriert werden. Hierzu gibt es im Stand der Technik Lösungen, die die Integration von jeweils einem inneren Wärmeübertrager vor jedem der Verdampfer vorsehen. Die Temperatur des Kältemittels wird durch die inneren Wärmeübertrager zusätzlich reduziert, wodurch die maximal mögliche Kühlleistung erhöht wird.
  • So offenbart die EP 2 055 515 A1 ein Klimasystem für ein Fahrzeug, wobei mindestens zwei Verdampfer in einen Kältemittelkreislauf integriert sind und jedem der Verdampfer ein innerer Wärmeübertrager vorgeschaltet ist.
  • Nachteilig an den Lösungen nach dem Stand der Technik ist insbesondere, dass die die Kosten für den Kältemittelkreislauf mit der Integration jedes einzelnen inneren Wärmeübertragers erheblich steigen. Zusätzlich wird das Gesamtgewicht der Kältemittelkreisläufe durch jeden inneren Wärmeübertrager deutlich erhöht. Lösungen die vollständig auf die Integration von zusätzlichen inneren Wärmeübertragern verzichten weißen demgegenüber Leistungs- und Effizienznachteile auf.
  • Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Klimaanlage bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf, wobei der Kältemittelkreislauf einen Kondensator, einen ersten Verdampfer, einen zweiten Verdampfer und einen inneren Wärmeübertrager aufweist, wobei der innere Wärmeübertrager einen ersten Fluideinlass und einen ersten Fluidauslass und weiterhin einen zweiten Fluideinlass und einen zweiten Fluidauslass aufweist, wobei der Kältemittelkreislauf aus einem ersten Zweig und einem zweiten Zweig gebildet ist, wobei der erste Zweig zumindest den Kondensator, den inneren Wärmeübertrager und den ersten Verdampfer aufweist und der zweite Zweig zumindest den zweiten Verdampfer aufweist, wobei die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig entweder an einer Zuleitung des ersten Fluideinlasses erfolgt und die Fluidrückführung vom zweiten Zweig in den ersten Zweig an einer Ableitung des zweiten Fluidauslasses erfolgt oder die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig an einer Ableitung des ersten Fluidauslasses erfolgt und die Fluidrückführung von dem zweiten Zweig in den ersten Zweig an einer Zuleitung des zweiten Fluideinlasses erfolgt.
  • Der Kältemittelkreislauf der Klimaanlage weist einen inneren Wärmeübertrager auf. Dieser kann dabei wahlweise nur einem Verdampfer vorgeschaltet sein oder einer Mehrzahl von Verdampfern. Somit kann eine Steigerung der Kühlleistung der Klimaanlage erreicht werden, ohne dass dafür eine Mehrzahl von inneren Wärmeübertragern integriert werden muss. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das Mehrgewicht aufgrund des einen inneren Wärmeübertragers geringer ist, als das Mehrgewicht aufgrund mehrerer innerer Wärmeübertrager.
  • Die beiden Anschlussmöglichkeiten für den inneren Wärmeübertrager unterscheiden sich hauptsächlich durch die Lage der Anschlussleitungen des inneren Wärmeübertragers und der Verdampfer. Ausgehend von einem weitestgehend identischen Grundaufbau ist es somit mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich, beide Integrationsmöglichkeiten für den inneren Wärmeübertrager zu realisieren.
  • Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der zweite Zweig einen dritten Verdampfer aufweist, wobei der zweite Verdampfer und der dritte Verdampfer parallel geschaltet sind.
  • Der zweite Zweig kann auch einen Mehrzahl von Verdampfern aufweisen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn an unterschiedlichen Stellen im Fahrzeug Verdampfer für die Kühlung von Komponenten benötigt werden. Beispielsweise für die Kühlung des vorderen und des hinteren Bereichs des Fahrgastinnenraumes und einer zusätzlichen Batteriekomponente im Fahrzeug. Eine Parallelschaltung der Verdampfer im zweiten Zweig ist dabei vorteilhaft, da auf diese Weise alle Verdampfer mit einem Fluid gleicher Temperatur versorgt werden können.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass im inneren Wärmeübertrager ein Wärmeübertrag zwischen dem aus dem ersten Verdampfer strömende Fluid und zumindest einem Teil des aus dem Kondensator strömenden Fluids stattfindet.
  • Durch einen zusätzlichen Wärmeübertrag kann die Kühlleistung beziehungsweise die Effizienz des Kältemittelkreislaufes der Klimaanlage weiter erhöht werden. Es findet dabei eine weitere Abkühlung des im Kältemittelkreislauf strömenden Fluids statt.
  • Auch ist es zu bevorzugen, wenn dem Kondensator im ersten Zweig in Strömungsrichtung ein Kompressor vorgelagert ist und ein Ausgleichsbehälter nachgelagert ist.
  • Zur Förderung des Kältemittels innerhalb des Kältemittelkreislaufes ist ein Kompressor notwendig. Über den Ausgleichsbehälter können Volumenschwankungen des Kältemittels innerhalb des Kreislaufes ausgeglichen werden.
  • In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung, kann es vorgesehen sein, dass den Verdampfern in Fluidströmungsrichtung jeweils ein Expansionsventil vorgelagert ist.
  • Das Expansionsventil überführt das Kältemittel aus einem Zustand mit hohem Druckniveau in einen Zustand mit niedrigerem Druckniveau. Zusätzlich beeinflussen Expansionsventile die Menge an Kältemittel, die dem Verdampfer zugeführt wird. Die Menge ist dabei abhängig von den jeweiligen Arbeitsbedingungen der Klimaanlage.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Expansionsventile jeweils einzeln oder zusammen über ein Kontrollmittel steuerbar sind, wobei das Kontrollmittel eine Verstellung des Expansionsventils in Abhängigkeit von der Temperatur des Fluids stromabwärts des Verdampfers, bewirkt.
  • Als Kontrollmittel kann beispielsweise ein Aktor vorgesehen sein, der über einen Temperatursensor die Temperatur des Kältemittels nach dem Verdampfer misst und aufgrund der gemessenen Temperatur eine Verstellung des Expansionsventils bewirkt. Auf diese Weise können die Verdampfer zusammen oder jeweils einzeln so angesteuert werden, dass sie optimal, entsprechend der aktuellen Arbeitsbedingung der Klimaanlage, betrieben werden, wodurch die Effizienz der Klimaanlage insgesamt erhöht werden kann.
  • Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn der erste Verdampfer für die Kühlung des Fahrgastraums im Frontbereich des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
  • Der erste Verdampfer ist in allen möglichen Ausführungen dem inneren Wärmeübertrager nachgeschaltet. Daraus ergibt sich, dass die Kühlleistung des ersten Verdampfers höher liegt, als die der Verdampfer, die eventuell nicht dem inneren Wärmeübertrager nachgeschaltet sind.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der zweite Verdampfer und/oder der dritte Verdampfer für die Kühlung von elektrischen Komponenten, wie beispielsweise einer Batterie, oder für den Heckbereich des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
  • Der zweite Verdampfer und sofern ein dritter Verdampfer vorgesehen ist auch der dritte Verdampfer können dem inneren Wärmeübertrager nachgeschaltet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend der Fall. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Kühlleistung des zweiten und des dritten Verdampfers jeweils für zu kühlende Komponenten genutzt werden, die eine geringere Kühlleistungsanforderung haben, als die durch den ersten Verdampfer zu kühlenden Komponenten.
  • Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig an einer Ableitung des ersten Fluidauslasses erfolgt und die Fluidrückführung von dem zweiten Zweig in den ersten Zweig an einer Zuleitung des zweiten Fluideinlasses erfolgt, wobei alle Verdampfer einen gemeinsamen Rücklauf für das sie durchströmende Fluid aufweisen, welcher in den zweiten Fluideinlass des inneren Wärmeübertragers mündet.
  • Eine Anordnung, bei der sowohl die Verdampfer des ersten Zweiges als auch die des zweiten Zweiges einen gemeinsamen Rücklauf aufweisen ist besonders vorteilhaft, da die Gestaltung des Kältemittelkreislaufes wesentlich vereinfacht wird. Weiterhin wird das Kältemittel durch den inneren Wärmeübertrager zusätzlich abgekühlt, bevor es in die die Verdampfer des ersten und des zweiten Zweiges einströmt. Die zusätzliche Abkühlung wirkt sich damit auf alle drei Verdampfer positiv aus.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Verdampfer im Kältemittelkreislauf parallel zueinander geschaltet sind.
  • Durch eine Parallelschaltung der Verdampfer wird erreicht, dass alle Verdampfer mit dem Kältemittel mit annähernd der gleichen Temperatur versorgt werden, da sie alle dem inneren Wärmeübertrager nachgeschaltet sind und parallel mit dem Kältemittel beaufschlagt werden. Dadurch wird eine höhere Gleichmäßigkeit hinsichtlich der Fluidtemperatur des Kreislaufs erreicht.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Klimaanlage mit einem inneren Wärmeübertrager, wobei dem inneren Wärmeübertrager ein Verdampfer stromabwärts nachgeschaltet ist, wobei zwei weitere Verdampfer in den Kältemittelkreislauf integriert sind, die jedoch nicht dem inneren Wärmeübertrager nachgeschaltet sind, und
  • 2 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Klimaanlage mit einem inneren Wärmeübertrager, wobei drei Verdampfer parallel zueinander geschaltet sind und dem inneren Wärmeübertrager nachgeschaltet sind.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Die 1 zeigt einen Kältemittelkreislauf 1 einer Klimaanlage. Innerhalb des Kältemittelkreislaufs 1 strömt ein Fluid. Der Kältemittelkreislauf 1 enthält im Wesentlichen einen Kondensator 2, welchem in Fluidströmungsrichtung ein Kompressor 7 vorgelagert und ein Ausgleichsbehälter 8 nachgelagert ist. Weiterhin weist der Kältemittelkreislauf 1 einen inneren Wärmeübertrager 3 auf, welcher über einen ersten Fluideinlass 15 mit einem ersten Fluid beaufschlagt werden kann, und über einen ersten Fluidauslass 16 dieses Fluid wieder abgeben kann. Weiterhin weist der innere Wärmeübertrager 3 einen zweiten Fluideinlass 17 und einen zweiten Fluidauslass 18 auf, wodurch der innere Wärmeübertrager 3 mit einem weiteren Fluid, welches auch mit dem ersten Fluid identisch sein kann, durchströmt werden kann.
  • Weiterhin weist der Kältemittelkreislauf 1 einen ersten Verdampfer 4, einen zweiten Verdampfer 5 und einen dritten Verdampfer 6 auf. Den Verdampfern 4, 5, 6 ist in Strömungsrichtung jeweils ein Expansionsventil 9, 10, 11 vorgelagert. Die Expansionsventile 9, 10, 11 weisen jeweils eine thermische Rückkopplung 12, 13, 14 auf, welche ein Temperatursignal in Strömungsrichtung nach dem jeweiligen Verdampfer 4, 5, 6 aufnimmt und dementsprechend auf das jeweilige Expansionsventil 9, 10, 11 einwirkt.
  • Die thermische Rückkopplung 12, 13, 14 kann beispielsweise durch einen Aktor realisiert werden, welcher abhängig von der hinter dem jeweiligen Verdampfer 4, 5, 6 gemessenen Temperatur eine Verstellung des Expansionsventils 9, 10, 11 hervorruft. Diese thermische Rückkopplung 12, 13, 14 dient der Regulierung des Fluidstroms in die Verdampfer 4, 5, 6. Dadurch wird es ermöglicht, die Verdampfer 4, 5, 6 entsprechend der gegenwärtigen Arbeitsbedingungen der gesamten Klimaanlage, in welcher der gesamte Kältemittelkreislauf 1 integriert ist, mit dem Fluid zu beaufschlagen.
  • Der Kältemittelkreislauf 1 ist im Wesentlichen in zwei Zweige unterteilt. Der erste Zweig ist durch den Kondensator 2, den vorgeschalteten Kompressor 7, den nachgeschalteten Ausgleichsbehälter 8, den inneren Wärmeübertrager 3, den ersten Verdampfer 4, das Expansionsventil 9 und die thermischen Rückkopplung 12 gebildet.
  • Der zweite Zweig des Kältemittelkreislaufs 1 ist durch den zweiten Verdampfer 5, den dritten Verdampfer 6, die Expansionsventile 10, 11 und die thermischen Rückkopplungen 13, 14 gebildet.
  • Der erste Zweig und der zweite Zweig des Kältemittelkreislaufs 1 sind über Fluidleitungen miteinander verbunden. Sie werden beide vom gleichen Fluid durchströmt.
  • Die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig erfolgt an der Abzweigung 19. Die Rückführung des Fluids erfolgt an der Abzweigung 20.
  • Die Abzweigung 19 ist dabei in Strömungsrichtung gesehen dem ersten Fluideinlass 15 des inneren Wärmeübertragers 3 vorgelagert. Das Fluid wird nach dem Durchströmen des Kondensators 2 und des Ausgleichsbehälters 8 vor dem Einströmen in den inneren Wärmeübertrager 3 an der Abzweigung 19 verteilt. Ein erster Anteil des Fluids strömt weiter in den ersten Zweig des Kältemittelkreislaufs 1, während ein anderer Teil des Fluids in den zweiten Zweig des Kältemittelkreislaufs 1 abgezweigt wird.
  • Die Durchströmungsreihenfolge des ersten Zweiges ist ausgehend vom Kondensator 2 wie folgt. Nach dem Kondensator 2 wird der Ausgleichsbehälter 8 durchströmt, danach der innere Wärmeübertrager 3 entlang seines ersten Fluideinlasses 15 und des zweiten Fluidauslasses 1a, anschließend wird das Expansionsventil 9 gefolgt vom Verdampfer 4 durchströmt, wonach das Fluid durch den zweiten Fluideinlass und den zweiten Fluidauslass entlang des inneren Wärmeübertragers zurückströmt und über den Kompressor 7 wieder in den Kondensator 2 strömt.
  • Der zweite Zweig des Kältemittelkreislaufs 1 der 1 wird ausgehend von der Abzweigung 19 so durchströmt, dass der zweite Verdampfer 5 und der dritte Verdampfer 6 parallel zueinander vom von der Abzweigung 19 kommenden Fluid durchströmt werden. Vor dem jeweiligen Verdampfer 5, 6 wird das entsprechende Expansionsventil 10, 11 durchströmt. Die Rückführung des Fluids erfolgt schließlich über die Abzweigung 20.
  • Der innere Wärmeübertrager 3 ist somit nur dem ersten Verdampfer 4 vorgeschaltet. Folglich wird nur der erste Verdampfer 4 von dem, durch den inneren Wärmeübertrager 3 zusätzlich heruntergekühlten Fluid durchströmt. Der zweite Verdampfer 5 sowie der dritte Verdampfer 5 werden jeweils mit einem Fluid, welches ein Temperaturniveau aufweist, welches mit dem Temperaturniveau nach dem Verlassen des Kondensators im Wesentlichen identisch ist, durchströmt. Die Kühlleistung wird somit durch den inneren Wärmeübertrager 3 effektiv nur am Verdampfer 4 erhöht.
  • Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Verdampfer 4 als Hauptverdampfer des Fahrzeugs ausgelegt ist, und beispielsweise der Klimaanlage des Fahrzeugs zum Zwecke der Kühlung des Innenraumes zugeordnet ist. Die Verdampfer 5, 6 können vorteilhafterweise der Kühlung von zusätzlichen Elektronikkomponenten, wie beispielsweise einer Batterie, zugeordnet sein oder auch dem zusätzlichen Kühlen des hinteren Bereichs des Fahrgastraums dienen. Naturgemäß wird der Hauptverdampfer, welcher zur Temperierung des Fahrgastinnenraums eingesetzt wird, höher belastet und weist daher vorteilhafterweise ein höheres Kühlleistungsniveau auf als die übrigen Verdampfer, welche zur Kühlung von Nebenaggregaten oder kleineren Luftvolumen vorgesehen sind.
  • Die Integration nur eines einzelnen inneren Wärmeübertragers 3 bringt den Vorteil mit sich, dass die gesamte Anordnung des Kältemittelkreislaufs 1 deutlich leichter ausgelegt werden, kann als ein Kältemittelkreislauf mit drei einzelnen inneren Wärmeübertragern für jeden der Verdampfer. Weiterhin ist die Komplexität des Kreislaufs deutlich reduziert, da die Anzahl an notwendigen Fluidleitungen im Vergleich zur in 1 gezeigten Ausführung deutlich reduziert ist.
  • In alternativen Ausführungsformen kann die Anzahl der verwendeten Verdampfer von der in 1 gezeigten Ausführung abweichen. Die Darstellung mit drei Verdampfern bietet sich als zweckmäßig an und dient lediglich der Verdeutlichung des Durchströmungsprinzips des Kältemittelkreislaufs 1. Eine Erweiterung des in 1 gezeigten Prinzips kann sowohl innerhalb des ersten Zweiges als auch innerhalb des zweiten Zweiges erfolgen. Weiterhin kann der zweite Zweig auch eine Reihenschaltung der Verdampfer aufweisen. Die Parallelschaltung ist jedoch aus energetischer Sicht vorteilhaft.
  • Die 2 zeigt einen Kältemittelkreislauf 1a, welcher aus den gleichen Komponenten, wie der bereits in 1 gezeigte Kältemittelkreislauf 1 besteht. Auch der Kältemittelkreislauf 1a weist einen ersten Zweig auf, welcher aus dem Kondensator 2, dem Ausgleichsbehälter 8, dem inneren Wärmeübertrager 3, einem ersten Verdampfer 4 sowie dem Kompressor 7 besteht. Der zweite Zweig des Kältemittelkreislaufs 1a besteht wie auch in 1 aus dem zweiten Verdampfer 5 und dem dritten Verdampfer 6, wobei die Verdampfer 4, 5, 6 jeweils ein Expansionsventil 9, 10, 11 vorgelagert haben. Ebenso weisen die Verdampfer 4, 5, 6 entsprechend thermische Rückkopplungen 12, 13, 14 auf.
  • Im Unterschied zu dem Kältemittelkreislauf 1 der 1 ist nun die Anbindung des zweiten Zweiges an den ersten Zweig abweichend. Die Fluidzuführung vom ersten Zweig zum zweiten Zweig erfolgt an der Abzweigung 21, die Fluidrückführung erfolgt über die Abzweigung 22. Die Abzweigung 21 ist dabei stromabwärts dem ersten Fluidauslass 16 des inneren Wärmeübertragers 3 nachgeschaltet und dem Verdampfer 4 beziehungsweise dem Expansionsventil 9 vorgeschaltet. Die Fluidrückführung ist dem zweiten Fluideinlass 17 vorgeschaltet und dem Verdampfer 4 beziehungsweise dem Verdampfer 5 nachgeschaltet.
  • Durch die Verschaltung des ersten Zweiges und des zweiten Zweiges wird erreicht, dass alle drei Verdampfer 4, 5, 6 parallel zueinander geschaltet werden und von dem Fluid, welches aus dem ersten Fluidauslass 16 des inneren Wärmeübertragers strömt, gleichmäßig versorgt werden. Die Rückführung des Fluids nach den Verdampfern 4, 5, 6 erfolgt ebenfalls in einem gemeinsamen Leitungsstrang, so dass dem inneren Wärmeübertrager 3 über den zweiten Fluideinlass 17 das gesammelte Fluid aus den einzelnen Verdampfern 4, 5, 6 zugeführt wird.
  • Auf diese Weise wird erreicht, dass alle drei Verdampfer 4, 5, 6 mit dem durch den inneren Wärmeübertrager 3 zusätzlich herabgekühlten Fluid beaufschlagt werden. Die Kühlleistung wird dadurch an allen drei Verdampfern 4, 5, 6 gleichmäßig erhöht. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn für alle drei Verdampfer 4, 5, 6 erhöhte Kühlleistungsanforderungen aufgrund der Gestaltung der Klimaanlage oder der im Fahrzeug verbauten Komponenten vorhanden sind.
  • Nach der Darstellung in 2 können so mehrere Verdampfer von einer erniedrigten Fluidtemperatur profitieren, ohne dass eine Mehrzahl von inneren Wärmeübertragern im Kältemittelkreislauf 1a verbaut werden muss. Die in der 2 gezeigte Variante ist somit insbesondere vorteilhaft gegenüber Ausführungen mit einer Mehrzahl von inneren Wärmeübertragern, insbesondere gegenüber einer Ausführung mit jeweils einem inneren Wärmeübertrager für jeden einzelnen Verdampfer.
  • Die in den 1 und 2 gezeigten Fluidleitungen, welche die einzelnen Komponenten miteinander verbinden, dienen in erster Linie der Verdeutlichung des Durchschlussprinzips. Die einzelnen Knotenpunkte weisen keinen beschränkenden Charakter auf. In alternativen Ausführungen ist auch eine Führung in mehreren parallel laufenden Fluidleitungen möglich.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2055515 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf (1, 1a), wobei der Kältemittelkreislauf (1, 1a) einen Kondensator (2), einen ersten Verdampfer (4), einen zweiten Verdampfer (5) und einen inneren Wärmeübertrager (3) aufweist, wobei der innere Wärmeübertrager (3) einen ersten Fluideinlass (15) und einen ersten Fluidauslass (16) und weiterhin einen zweiten Fluideinlass (17) und einen zweiten Fluidauslass (18) aufweist, wobei der Kältemittelkreislauf (1, 1a) aus einem ersten Zweig und einem zweiten Zweig gebildet ist, wobei der erste Zweig zumindest den Kondensator (2), den inneren Wärmeübertrager (3) und den ersten Verdampfer (4) aufweist und der zweite Zweig zumindest den zweiten Verdampfer (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig entweder an einer Zuleitung des ersten Fluideinlasses (15) erfolgt und die Fluidrückführung vom zweiten Zweig in den ersten Zweig an einer Ableitung des zweiten Fluidauslasses (18) erfolgt oder die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig an einer Ableitung des ersten Fluidauslasses (15) erfolgt und die Fluidrückführung von dem zweiten Zweig in den ersten Zweig an einer Zuleitung des zweiten Fluideinlasses (17) erfolgt.
  2. Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zweig einen dritten Verdampfer (6) aufweist, wobei der zweite Verdampfer (5) und der dritte Verdampfer (6) parallel geschaltet sind.
  3. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren Wärmeübertrager (3) ein Wärmeübertrag zwischen dem aus dem ersten Verdampfer (4) strömende Fluid und zumindest einem Teil des aus dem Kondensator (2) strömenden Fluids stattfindet.
  4. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kondensator (2) im ersten Zweig in Strömungsrichtung ein Kompressor (7) vorgelagert ist und ein Ausgleichsbehälter (8) nachgelagert ist.
  5. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Verdampfern (4, 5, 6) in Fluidströmungsrichtung jeweils ein Expansionsventil (9, 10, 11) vorgelagert ist.
  6. Klimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsventile (9, 10, 11) jeweils einzeln oder zusammen über ein Kontrollmittel steuerbar sind, wobei das Kontrollmittel eine Verstellung des Expansionsventils (9, 10, 11) in Abhängigkeit von der Temperatur des Fluids stromabwärts des Verdampfers (4, 5, 6), bewirkt.
  7. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verdampfer (4) für die Kühlung des Fahrgastraums im Frontbereich des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
  8. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verdampfer (5) und/oder der dritte Verdampfer (6) für die Kühlung von elektrischen Komponenten, wie beispielsweise einer Batterie, oder für den Heckbereich des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
  9. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzuführung vom ersten Zweig in den zweiten Zweig an einer Ableitung des ersten Fluidauslasses (16) erfolgt und die Fluidrückführung von dem zweiten Zweig in den ersten Zweig an einer Zuleitung des zweiten Fluideinlasses (17) erfolgt, wobei alle Verdampfer (4, 5, 6) einen gemeinsamen Rücklauf für das sie durchströmende Fluid aufweisen, welcher in den zweiten Fluideinlass (17) des inneren Wärmeübertragers (3) mündet.
  10. Klimaanlage (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfer (4, 5, 6) im Kältemittelkreislauf (1, 1a) parallel zueinander geschaltet sind.
DE201210224484 2012-12-28 2012-12-28 Klimaanlage Withdrawn DE102012224484A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210224484 DE102012224484A1 (de) 2012-12-28 2012-12-28 Klimaanlage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210224484 DE102012224484A1 (de) 2012-12-28 2012-12-28 Klimaanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012224484A1 true DE102012224484A1 (de) 2014-07-03

Family

ID=50928467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210224484 Withdrawn DE102012224484A1 (de) 2012-12-28 2012-12-28 Klimaanlage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012224484A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016220474A1 (de) * 2016-10-19 2018-04-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Kühleinrichtung
DE102017208231A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Audi Ag Fahrzeug-Kälteanlage mit einem Kältemittelkreislauf
FR3077336A1 (fr) * 2018-01-31 2019-08-02 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant
WO2019214927A1 (de) 2018-05-07 2019-11-14 Audi Ag Kälteanlage für ein fahrzeug mit einem eine wärmepumpenfunktion aufweisenden kältemittelkreislauf
FR3086334A1 (fr) * 2018-09-26 2020-03-27 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant pour vehicule

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006058315A1 (de) * 2005-12-15 2007-07-05 Denso Corp., Kariya Kühlkreis
JP2008051474A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Denso Corp 超臨界冷凍サイクル装置
US20080289354A1 (en) * 2006-01-20 2008-11-27 Carrier Corporation Method for Controlling Temperature in Multiple Compartments for Refrigerated Transport
EP2055515A1 (de) 2007-10-30 2009-05-06 Peugeot Citroën Automobiles S.A. Heizsystem für Innenraum eines Kraftfahrzeugs
DE102008019044A1 (de) * 2008-04-16 2009-10-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kältemittelkreislauf für Fahrzeugklimaanlagen
DE102008033854A1 (de) * 2008-07-19 2010-01-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeugklimaanlage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006058315A1 (de) * 2005-12-15 2007-07-05 Denso Corp., Kariya Kühlkreis
US20080289354A1 (en) * 2006-01-20 2008-11-27 Carrier Corporation Method for Controlling Temperature in Multiple Compartments for Refrigerated Transport
JP2008051474A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Denso Corp 超臨界冷凍サイクル装置
EP2055515A1 (de) 2007-10-30 2009-05-06 Peugeot Citroën Automobiles S.A. Heizsystem für Innenraum eines Kraftfahrzeugs
DE102008019044A1 (de) * 2008-04-16 2009-10-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kältemittelkreislauf für Fahrzeugklimaanlagen
DE102008033854A1 (de) * 2008-07-19 2010-01-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeugklimaanlage

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11186136B2 (en) 2016-10-19 2021-11-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Cooling apparatus for a motor vehicle, and motor vehicle having such a cooling apparatus
WO2018073091A1 (de) * 2016-10-19 2018-04-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühleinrichtung für ein kraftfahrzeug, sowie kraftfahrzeug mit einer solchen kühleinrichtung
CN109689406A (zh) * 2016-10-19 2019-04-26 宝马股份公司 用于机动车的冷却装置以及具有这种冷却装置的机动车
DE102016220474A1 (de) * 2016-10-19 2018-04-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Kühleinrichtung
DE102017208231A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Audi Ag Fahrzeug-Kälteanlage mit einem Kältemittelkreislauf
DE102017208231B4 (de) 2017-05-16 2023-03-30 Audi Ag Kälteanlage für ein Fahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf
FR3077336A1 (fr) * 2018-01-31 2019-08-02 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant
WO2019150040A1 (fr) * 2018-01-31 2019-08-08 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide réfrigérant
WO2019214927A1 (de) 2018-05-07 2019-11-14 Audi Ag Kälteanlage für ein fahrzeug mit einem eine wärmepumpenfunktion aufweisenden kältemittelkreislauf
KR20210064309A (ko) * 2018-09-26 2021-06-02 발레오 시스템므 떼르미끄 차량용 냉매 회로
WO2020065230A1 (fr) * 2018-09-26 2020-04-02 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant pour vehicule
KR102480203B1 (ko) 2018-09-26 2022-12-21 발레오 시스템므 떼르미끄 차량용 냉매 회로
FR3086334A1 (fr) * 2018-09-26 2020-03-27 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant pour vehicule
US11679642B2 (en) 2018-09-26 2023-06-20 Valeo Systemes Thermiques Coolant circuit for a vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19936641C2 (de) Vorrichtung zur Klimatisierung von Passagierflugzeugen
DE10201426B4 (de) Klimatisierungssystem
DE10361657A1 (de) Kühlungsluftversorgungssystem für die Kühlung verschiedener Kühlungsluft benötigender Systeme in einem Flugzeug
DE2834256A1 (de) Anordnung zur klimatisierung von luftfahrzeugkabinen
DE102017211256B4 (de) Kälteanlage für ein Fahrzeug mit einem einen Wärmeübertrager aufweisenden Kältemittelkreislauf
DE102012224484A1 (de) Klimaanlage
EP2934982B1 (de) Klimatisierungsanordnung für ein schienenfahrzeug
DE102007010268A1 (de) Mischvorrichtung für Flugzeugklimaanlage
DE102013008620A1 (de) Flugzeugkühlsystem und Verfahren zum Betreiben eines Flugzeugkühlsystems
DE102017200876A1 (de) Elektrische Kühlmittelpumpe
DE102020206727A1 (de) Thermomanagementsystem für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, und Verfahren für ein Thermomanagement für eine Batterie eines Kraftfahrzeug
DE102019132494A1 (de) Klimaanlagenvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102014206770A1 (de) Batteriekühleinrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102016201835A1 (de) Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
EP1266779B1 (de) Fahrzeug-Kühlkreislauf für die Kühlung einer temperaturerhöhenden Einrichtung mittels eines Kuhlmittels
DE102008022887A1 (de) Kühlmodul, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit wenigstens zwei Kühleinrichtungen, Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Kühlen einer ersten Kühleinrichtung und einer weiteren Kühleinrichtung
DE102020117701A1 (de) Kälteanlage mit Wärmepumpenfunktion basierend auf einem erweiterbaren Basissystem und Kraftfahrzeug mit einer solchen Kälteanlage
DE102019205575A1 (de) Vorrichtung zur Kühlung einer Fahrzeugbatterie
DE102017208231B4 (de) Kälteanlage für ein Fahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf
DE102018124755A1 (de) Dual-Expansionsventil
DE102020130911B3 (de) Kältemittelkreislauf für eine Fahrzeugklimaanlage
DE102018206936A1 (de) Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs
DE102014003907B4 (de) Fahrzeugklimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf mit Wärmepumpenfunktionalität
DE102019207638A1 (de) Wärmeübertragervorrichtung mit mehreren Wärmeübertragern mit jeweiligen Verteil- und Sammelabschnitten sowie Kälteanlage und Kraftfahrzeug mit Kälteanlage
DE102018215836A1 (de) Modulare Aufdachklimaanlage

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MAHLE INTERNATIONAL GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: BEHR GMBH & CO. KG, 70469 STUTTGART, DE

Effective date: 20150319

R082 Change of representative

Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

Effective date: 20150319

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination