DE102013014238B4 - Air conditioning system for a vehicle with an adsorption storage - Google Patents

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Abstract

Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug, umfassend
- einen Kältemittelkreislauf (10) mit einem Kompressor (11),
- einen Wärmemittelkreislauf (20) mit zwei Adsorptionsspeichern (21, 21.1), einem Kondensator (22) und einem Verdampfer (23), und
- ein erstes Wegeventil (12), welches dem Kompressor (11) nachgeschaltet ist, d a dur c h gekennzeichnet, dass
- ein zweites Wegeventil (13) dem ersten Wegeventil (12) nachgeschaltet ist, welches entweder den einen Adsorptionsspeicher (21) oder den anderen Adsorptionsspeicher (21.1) mit dem ersten Wegeventil (12) verbindet, und
- der Kompressor (11) mittels des ersten Wegeventils (12) entweder mit dem zweiten Wegeventil (13) zur Regeneration des einen Adsorptionsspeichers (21) oder des anderen Adsorptionsspeichers (21.1) von dessen Absorptionsmittel mittels des komprimierten Kältemittels oder mit einem Kondensator (14) des Kältemittelkreislaufs (10) zur Kühlung des Kältemittels verbunden ist.

Figure DE102013014238B4_0000
Airconditioner (1) for a vehicle, comprising
a refrigerant circuit (10) having a compressor (11),
- A heat medium circuit (20) with two adsorption (21, 21.1), a condenser (22) and an evaporator (23), and
- A first directional control valve (12), which is the compressor (11) connected downstream, since dur ch characterized in that
- A second directional control valve (13) is connected downstream of the first directional control valve (12), which connects either one adsorption (21) or the other adsorption (21.1) with the first directional control valve (12), and
- The compressor (11) by means of the first directional control valve (12) either with the second directional control valve (13) for regeneration of one adsorption (21) or the other adsorption (21.1) of its absorbent by means of the compressed refrigerant or with a condenser (14) the refrigerant circuit (10) is connected for cooling the refrigerant.
Figure DE102013014238B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf und zwei Adsorptionsspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an air conditioning system for a vehicle with a refrigerant circuit and two adsorption storage according to the preamble of patent claim 1.

Die Funktion einer Klimaanlage für Fahrzeuge ist bekannt. Hiernach wird im Kältemittelkreislauf einer solchen Klimaanlage ein Kältemittel in einem geschlossenen Kreisprozess Zustandsänderungen unterworfen, wozu mindestens zwei Wärmetauscher erforderlich sind. An einem ersten Wärmetauscher (Kondensator), auch Warmseite genannt wird dem durch einen Kompressor komprimierten und erhitzten gasförmigen Kältemittel Wärme entzogen, und an dem zweiten Wärmetauscher (Verdampfer), auch Kaltseite genannt wird dem an einem dem Kondensator nachgeschalteten Expansionsventil entspannten Kältemittel von außen Wärme zugeführt, so dass das Kältemittel in dem Verdampfer verdampft. An dem Verdampfer vorbeiströmende Luft kann somit zur Kühlung des Fahrzeuginnenraumes gekühlt und am Kondensator vorbeiströmende Luft, beispielsweise die Umgebungsluft erwärmt werden.The function of an air conditioning system for vehicles is known. Thereafter, in the refrigerant circuit of such an air conditioner, a refrigerant is subjected to state changes in a closed cycle process, for which at least two heat exchangers are required. At a first heat exchanger (condenser), also called hot side is the compressed by a compressor and heated gaseous refrigerant heat withdrawn, and at the second heat exchanger (evaporator), also called cold side is fed to the at a condenser downstream expansion valve expanded refrigerant heat from the outside so that the refrigerant evaporates in the evaporator. Air flowing past the evaporator can thus be cooled to cool the vehicle interior and air flowing past the condenser, for example the ambient air, can be heated.

Die Luft, die dem Fahrzeuginnenraum zum Kühlen oder Klimatisieren desselben zugeführt wird, wird zum Verdampfer geleitet, an diesem gekühlt und danach in den Fahrzeuginnenraum geleitet. Der Kondensator ist in der Regel am Motorkühler des Fahrzeugs angeordnet, an dem die Außenluft vorbeiströmt und dabei Wärme aufnimmt.The air, which is supplied to the vehicle interior for cooling or air conditioning thereof, is passed to the evaporator, cooled at this and then passed into the vehicle interior. The condenser is usually located on the engine radiator of the vehicle, where the outside air flows past while absorbing heat.

Ferner ist es bekannt, eine Adsorptionswärmepumpe mit einem Wärmemittelkreislauf zur Erzeugung von Wärme oder Kälte in Fahrzeugen einzusetzen. Hierzu wird zur Kälteerzeugung in einer ersten Arbeitsphase ein flüssiges Wärmemittel, beispielsweise Wasser verdampft, einem Adsorbens, beispielsweise Zeolith zugeführt und dort adsorbiert. In einer zweiten Arbeitsphase wird das Adsorbens erhitzt, um das Wärmemittel wieder zu desorbieren. Das gasförmige desorbierte Wärmemittel, also beispielsweise Wasserdampf wird schließlich verflüssigt und steht wieder für den Einsatz in der ersten Arbeitsphase zur Verfügung. Die zur Verdampfung des Wärmemittels in der ersten Arbeitsphase benötigte Energie wird dem flüssigen Wärmemittel entzogen, das sich dadurch abkühlt und zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums verwendet werden kann.Furthermore, it is known to use an adsorption heat pump with a heat medium circuit for generating heat or cold in vehicles. For this purpose, a liquid heating medium, for example water is evaporated, fed to an adsorbent, for example zeolite and adsorbed there for cooling in a first working phase. In a second work phase, the adsorbent is heated to desorb the heat again. The gaseous desorbed heat means, so for example water vapor is finally liquefied and is available again for use in the first working phase. The energy required to evaporate the heating agent in the first phase of operation is removed from the liquid heating medium which thereby cools and can be used to cool the vehicle interior.

Eine gattungsbildende Klimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf und einem Wärmemittelkreislauf mit vier Adsorptionsspeicher ist aus der DE 44 40 589 A1 bekannt. Bei dieser Klimaanlage wird das von einem Kompressor des Kältemittelkreislaufes auf Hochdruck verdichtete Kältemittel abwechselnd zwei Adsorptionsspeicher zu deren Regeneration (Absorption) zugeführt. Anschließend wird das Kältemittel zur Kondensation einem luft- oder wassergekühlten Kondensator zugeführt, bevor es zurück zum Kompressor strömt.A generic type air conditioning system with a refrigerant circuit and a heat medium circuit with four adsorption is from the DE 44 40 589 A1 known. In this air conditioner, the refrigerant compressed to high pressure by a compressor of the refrigerant circuit is alternately supplied with two adsorption storages for regeneration (absorption) thereof. Subsequently, the refrigerant is fed to an air or water cooled condenser for condensation before flowing back to the compressor.

Ferner beschreibt auch die DE 199 19 605 A1 eine weitere gattungsbildende Klimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf und einem Wärmemittelkreislauf mit zwei Adsorptionsspeicher. Der Kältemittelkreislauf ist mit einem der Adsorptionsspeicher derart thermisch gekoppelt, dass das von einem Kompressor des Kältemittelkreislaufes auf Hochdruck verdichtete Kältemittel direkt diesem Adsorptionsspeicher zu dessen Regeneration (Absorption) zugeführt wird.Furthermore, also describes the DE 199 19 605 A1 another generic air conditioning system with a refrigerant circuit and a heat medium circuit with two adsorption. The refrigerant circuit is thermally coupled to one of the Adsorptionsspeicher such that the compressed by a compressor of the refrigerant circuit to high pressure refrigerant is fed directly to this adsorption to the regeneration (absorption).

Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einer Adsorptionswärmepumpe ist aus der DE 10 2004 053 436 A1 bekannt, bei welcher diese Adsorptionswärmepumpe aus einem Wärmekreislauf mit zwei Adsorptionsspeicher, einem Kondensator und einem Verdampfer aufgebaut ist. Die beiden Adsorptionsspeicher werden im Wechsel adsorbiert und desorbiert, wobei zur Regeneration der Adsorptionsspeicher die von dem Antriebsmotor erzeugte Abwärme und/oder die von einer Standheizung des Fahrzeugs gewonnene Wärme verwendet wird. Der Betrieb der Standheizung erfordert einen Mehrbedarf an Energie, der insbesondere bei Elektrofahrzeugen die Reichweite verringert.An air conditioner for a vehicle with an adsorption heat pump is out of the DE 10 2004 053 436 A1 known, in which this adsorption heat pump is constructed from a heat cycle with two adsorption, a condenser and an evaporator. The two adsorption are alternately adsorbed and desorbed, wherein for regenerating the Adsorptionsspeicher the waste heat generated by the drive motor and / or the heat recovered from a heater of the vehicle is used. The operation of the auxiliary heater requires more energy, which reduces the range, especially in electric vehicles.

Der Vollständigkeit halber soll noch auf die DE 600 13 840 T2 sowie auf die US 4 471 630 A hingewiesen werden.The sake of completeness is still on the DE 600 13 840 T2 as well as on the US 4,471,630 A be pointed out.

Die für den Einbau in ein Fahrzeug vorgesehene Klimaanlage gemäß der DE 600 13 840 T2 umfasst einen Kältemittelkreislauf und einen über zwei Adsorptionsspeicher gekoppelten Wärmekreislauf, wobei mit einer unabhängigen, bspw. als brennstoffgespeistes Heizgerät ausgeführten Energiequelle, welche unabhängig von dem Motor des Fahrzeugs betrieben wird, das Kältemittel erwärmt wird. In einem Heizbetrieb wird das erwärmte Kältemittel einem Wärmeübertrager zum Heizen des Fahrzeuginnenraums und in einem Kühlbetrieb zu einem der beiden Adsorptionsspeicher geleitet. Die beiden Adsorptionsspeicher werden gegenphasig betrieben, wobei der Kältemittelkreislauf ohne Kompressor auskommt. Die unabhängige Energiequelle wird auch dazu benutzt, um den Motor des Fahrzeugs vorzuwärmen.The intended for installation in a vehicle air conditioning according to DE 600 13 840 T2 comprises a refrigerant circuit and a heat cycle coupled via two adsorption accumulators, the refrigerant being heated by an independent energy source, for example a fuel-powered heater, which is operated independently of the engine of the vehicle. In a heating operation, the heated refrigerant is passed to a heat exchanger for heating the vehicle interior and in a cooling operation to one of the two Adsorptionsspeicher. The two Adsorptionsspeicher are operated in phase opposition, the refrigerant circuit works without a compressor. The independent power source is also used to preheat the engine of the vehicle.

Mit einer Klimaanlage gemäß der US 4 471 630 A ist ein Wärmepumpenbetrieb mittels eines einen Kompressor, einen Kondensator und einen Verdampfer aufweisenden Kältemittelkreislaufes und ein Wärmepumpenbetrieb mittels eines einen Adsorptionsspeicher aufweisenden Wärmekreislaufes durchführbar.With air conditioning according to the US 4,471,630 A is a heat pump operation by means of a compressor, a condenser and an evaporator having refrigerant circuit and a heat pump operation by means of a adsorption storage having a heat cycle feasible.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit Adsorptionsspeichern der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher ein Betrieb mit geringerem Energiebedarf ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. It is the object of the invention to provide an air conditioner for a vehicle with adsorptive storage of the type mentioned, with which an operation with lower energy consumption is made possible. This object is achieved by an air conditioner having the features of patent claim 1.

Eine solche Klimaanlage, welche einen Kältemittelkreislauf mit einem Kompressor, einen Wärmemittelkreislauf mit zwei Adsorptionsspeicher, einem Kondensator und einem Verdampfer sowie mit einem ersten Wegeventil, welches dem Kompressor nachgeschaltet ist, aufweist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass

  • - ein zweites Wegeventil dem ersten Wegeventil nachgeschaltet ist, welches entweder den einen Adsorptionsspeicher oder den anderen Adsorptionsspeicher mit dem ersten Wegeventil verbindet, und
  • - der Kompressor mittels des ersten Wegeventils entweder mit dem zweiten Wegeventil zur Regeneration des einen Adsorptionsspeichers oder des anderen Adsorptionsspeichers von dessen Absorptionsmittel mittels des komprimierten Kältemittels oder mit einem Kondensator des Kältemittelkreislaufes zur Kühlung des Kältemittels verbunden ist.
Such an air conditioner, which has a refrigerant circuit with a compressor, a heat medium circuit with two Adsorptionsspeicher, a condenser and an evaporator and with a first directional control valve, which is connected downstream of the compressor, according to the invention is characterized in that
  • - A second directional control valve is connected downstream of the first directional control valve, which connects either one adsorption or the other Adsorptionsspeicher with the first directional control valve, and
  • - The compressor is connected by means of the first directional control valve either with the second directional control valve for regeneration of an adsorption or the other adsorption of its absorbent by means of the compressed refrigerant or with a condenser of the refrigerant circuit for cooling the refrigerant.

Damit wird in einfacher Weise eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bereitgestellt, mit der die Temperatur des von dem Kompressor komprimierten gasförmigen Kältemittel ausreicht, um eine Regeneration oder Adsorption des Adsorptionsspeichers durchzuführen. Bei Verwendung eines CO2-Kältemittels kann die Temperatur dieses Heißgases einen Wert bis zu 180 °C erreichen. Damit wird eine „Boost-Funktion“ in hohen Lastfällen realisiert, um beispielsweise bei einem hohen Kältebedarf eine schnelle Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums zu erreichen, ohne dass hierzu eine andere Wärmequelle erforderlich wäre. Andererseits ist es damit auch möglich, die Leistung des Kompressors im Falle der Nutzung des Adsorptionsspeichers entsprechend dem Klimatisierungsbedarf zu regeln, also beispielsweise abzuregeln. Ferner erlaubt diese „Boost-Funktion“ ein so genanntes „down-sizing“, also eine Verkleinerung der Kältekreiskomponenten des Kältemittelkreislaufes, wie beispielsweise des Kompressors.Thus, an air conditioner for a vehicle is easily provided, with which the temperature of the gaseous refrigerant compressed by the compressor is sufficient to perform regeneration or adsorption of the adsorption storage. When using a CO 2 refrigerant, the temperature of this hot gas can reach a value up to 180 ° C. Thus, a "boost function" is realized in high load cases, for example, to achieve a rapid air conditioning of the vehicle interior at a high refrigeration demand, without the need for another heat source would be required. On the other hand, it is thus also possible to regulate the performance of the compressor in the case of using the adsorption according to the air conditioning needs, so for example to regulate. Furthermore, this "boost function" allows a so-called "down-sizing", ie a reduction of the refrigerant circuit components of the refrigerant circuit, such as the compressor.

Durch die Verwendung des von dem Kompressor komprimierten Heißgases zur Regeneration der Adsorptionsspeicher wird ein geringerer Energiebedarf erzielt, wodurch beispielsweise bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug die Reichweite erhöht werden kann oder Kältekreiskomponenten des Kältemittelkreislaufs mit kleinerer Leistung ausgelegt werden können, wie beispielsweise der Kompressor.By using the hot gas compressed by the compressor to regenerate the adsorptive reservoirs, a lower energy requirement is achieved, whereby, for example, in a hybrid or electric vehicle the range can be increased or refrigeration circuit components of the refrigerant circuit can be designed with lower power, such as the compressor.

Schließlich kann durch die Verwendung eines elektrisch betriebenen Heizmittels der Adsorptionsprozess auch während des Ladevorgangs einer Fahrzeugbatterie bei Elektrofahrzeugen oder Fahrzeugen mit Hybridantriebsystemen betrieben werden. Dadurch kann eine Vorkonditionierung des beschriebenen Kältekreissystems erfolgen, wodurch eine Abkühlung / Aufheizung des Innenraums bei Fahrzeugstart ermöglicht wird, die eine deutlich reduzierte elektrische Leistungsaufnahme des Klimasystems aus der Fahrzeugbatterie ermöglicht und somit eine unmittelbare Reichweitenverbesserung des Fahrzeugs darstellt.Finally, by using an electrically operated heating means, the adsorption process can also be operated during the charging process of a vehicle battery in electric vehicles or vehicles with hybrid drive systems. As a result, a preconditioning of the described refrigeration cycle system can take place, whereby a cooling / heating of the interior is made possible at vehicle start, which allows a significantly reduced electrical power consumption of the air conditioning system from the vehicle battery and thus represents a direct range improvement of the vehicle.

Mit den beiden Adsorptionsspeicher kann eine durchgängige Leistung aus denselben abgerufen werden.With the two adsorption storage a continuous performance can be retrieved from the same.

Ferner ist weiterbildungsgemäß dem einen Adsorptionsspeicher und dem anderen Adsorptionsspeicher jeweils ein Wegeventil zugeordnet, welche ausgebildet sind, die Adsorptionsspeicher während der Regeneration mit dem Kondensator des Wärmemittelkreislaufs zu verbinden. Damit ist es möglich, das Wärmemittel in dem Kondensator durch einen Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft des Fahrzeugs wieder zu verflüssigen, um damit wieder für einen Adsorptionsvorgang bereit zu stehen.Furthermore, a directional control valve, which is designed to connect the adsorptive accumulators during regeneration with the condenser of the thermal fluid circuit, is associated with a respective adsorption accumulator and the other adsorption accumulator. Thus, it is possible to re-liquefy the heat medium in the condenser by heat exchange with the ambient air of the vehicle, so as to be ready for an adsorption process again.

Um entsprechend dem Klimatisierungszustand im Fahrzeug die Klimatisierungsunterstützung durch einen Adsorptionsspeicher zu- oder abschalten zu können, ist weiterbildungsgemäß der Wärmemittelkreislauf mit einem weiteren Wegeventil ausgebildet, welches den Verdampfer des Wärmemittelkreislaufes mit dem Adsorptionsspeicher verbindbar macht.In order to be able to switch on or off the air conditioning support in accordance with the air conditioning state in the vehicle by an adsorption, further development of the heat medium circuit is formed with a further directional valve, which makes the evaporator of the heat medium circuit connectable to the adsorption.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine einzige Figur ausführlich beschrieben. Diese 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Klimaanlage für ein Fahrzeug als Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Klimaanlage.The invention will now be described in detail by means of an embodiment with reference to a single figure. These 1 shows a block diagram of an air conditioner for a vehicle as an embodiment of the air conditioning system according to the invention.

Die Klimaanlage 1 gemäß 1 umfasst einen Kältemittelkreislauf 10 mit CO2 als Kältemittel sowie einen zwei Adsorptionsspeicher 21 und 21.1 aufweisenden Wärmemittelkreislauf 20 mit Wasser als Wärmemittel. Als Absorptionsmittel (Adsorbens) wird Zeolith verwendet.The air conditioner 1 according to 1 includes a refrigerant circuit 10 with CO 2 as refrigerant and a two adsorption storage 21 and 21.1 having heat recovery circuit 20 with water as a heating agent. The absorbent (adsorbent) zeolite is used.

Der Wärmemittelkreislauf 20 umfasst neben den beiden Adsorptionsspeicher 21 und 21.1 einen Kondensator 22, der über ein Wegeventil 24 oder 24.1 mit dem Adsorptionsspeicher 21 oder 21.1 verbunden werden kann, ferner einen dem Kondensator 22 in Fließrichtung nachgeschalteten Verdampfer 23, der über ein Wegeventil 26 mit den beiden Adsorptionsspeicher 21 und 21.1 verbindbar ist. Mit einem dem Wegeventil 26 nachgeschalteten elektromagnetischen Wegeventil 25 kann das Wärmemittel entweder dem Adsorptionsspeicher 21 oder dem Adsorptionsspeicher 21.1 zugeführt werden. In der Leitung zwischen dem Kondensator 22 und dem Verdampfer 23 ist ein Druckminderungsventil 27 geschaltet.The heat circulation 20 includes next to the two adsorption storage 21 and 21.1 a capacitor 22 that has a directional valve 24 or 24.1 with the adsorption storage 21 or 21.1 can be connected, further to the capacitor 22 in the flow direction downstream evaporator 23 that has a directional valve 26 with the two adsorption storage 21 and 21.1 is connectable. With a the directional valve 26 downstream electromagnetic directional control valve 25 the heating means can either the Adsorptionsspeicher 21 or the adsorption storage 21.1 be supplied. In the line between the capacitor 22 and the evaporator 23 is a pressure reducing valve 27 connected.

Der Kältemittelkreislauf 10 umfasst folgende in Fließrichtung des Kältemittels angeordnete Kältemittelkomponenten: Einen als Kondensator 14 ausgebildeten Wärmetauscher (Warmseite), ein regelbares Expansionsventil 16, einen Verdampfer 15 (Kaltseite) sowie einen stufenlos regelbaren Kompressor 11.The refrigerant circuit 10 includes the following arranged in the direction of flow of the refrigerant refrigerant components: one as a condenser 14 trained heat exchanger (hot side), a controllable expansion valve 16 , an evaporator 15 (Cold side) and a continuously variable compressor 11 ,

Der Kondensator 22 des Wärmemittelkreislaufs 20 ist in den als Plattenwärmetauscher ausgebildeten Kondensator 14 des Kältemittelkreislaufs 10 integriert. Dieser Kondensator 14 stellt den Motorkühler des Fahrzeugs dar, welcher Wärme W1 an die Umgebung des Fahrzeugs zur Kühlung des Kältemittels und des Wärmemittels abgibt.The capacitor 22 of the heat medium cycle 20 is in the formed as a plate heat exchanger condenser 14 of the refrigerant circuit 10 integrated. This capacitor 14 represents the engine radiator of the vehicle, which heat W1 to the environment of the vehicle for cooling the refrigerant and the heating means gives off.

Entsprechend ist auch der Verdampfer 23 des Wärmemittelkreislaufs 20 in den als Plattenwärmetauscher ausgebildeten Verdampfer 15 des Kältemittelkreislaufs 10 integriert. Diese Verdampfer 15 und 23 stellen ein Klimagerät des Fahrzeugs dar, mit welchem die Wärme des Fahrzeuginnenraums auf das Kältemittel und das Wärmemittel übertragen wird, um dadurch den Fahrzeuginnenraum zu klimatisieren oder abzukühlen.The same applies to the evaporator 23 of the heat medium cycle 20 in the trained as a plate heat exchanger evaporator 15 of the refrigerant circuit 10 integrated. This evaporator 15 and 23 represent an air conditioner of the vehicle, with which the heat of the vehicle interior is transferred to the refrigerant and the heating means, thereby air conditioning or cooling the vehicle interior.

Die Leitung des Kältemittelkreislaufs 10 zwischen dem Kompressor 11 und dem Kondensator 14 weist einen Bypass 10.1 auf, der mittels eines ersten elektromagnetischen Wegeventils 12 geschlossen oder geöffnet werden kann, so dass entweder das von dem Kompressor 11 komprimierte und gasförmige Kältemittel direkt zum Kondensator 14 oder über den Bypass 10.1 in den Kondensator 14 fließt.The pipe of the refrigerant circuit 10 between the compressor 11 and the capacitor 14 has a bypass 10.1 on, by means of a first electromagnetic way valve 12 can be closed or opened, so that either from the compressor 11 compressed and gaseous refrigerant directly to the condenser 14 or over the bypass 10.1 in the condenser 14 flows.

Dieser Bypass 10.1 besteht aus zwei parallelen Zweigen, so dass jeder der beiden Adsorptionsspeicher 21 und 21.1 in Wärmekontakt mit dem von dem Kompressor 11 komprimierten Heißgas des Kältemittels bei entsprechender Schaltstellung eines zweiten elektromagnetischen Wegeventils 13 gebracht werden kann.This bypass 10.1 consists of two parallel branches, so that each of the two adsorption storage 21 and 21.1 in thermal contact with that of the compressor 11 compressed hot gas of the refrigerant with appropriate switching position of a second electromagnetic way valve 13 can be brought.

Damit kann die Wärme dieses Heißgases zur thermischen Desorption, also zur Regeneration der beiden Adsorptionsspeicher 21 und 21.1, d.h. des Adsorptionsmittels (Zeolith) verwendet werden.Thus, the heat of this hot gas for thermal desorption, ie for the regeneration of the two adsorption 21 and 21.1 , ie the adsorbent (zeolite) can be used.

Die Komponenten des Kältemittelkreislaufs 10 als auch die Komponenten des Wärmemittelkreislaufs 20 werden von einem Klimasteuergerät 2 in Abhängigkeit von Sensordaten 3 und Klimaeinstellungen eines Benutzers gesteuert oder geregelt.The components of the refrigerant circuit 10 as well as the components of the thermal fluid circuit 20 be from a climate control unit 2 depending on sensor data 3 and climate settings of a user controlled or regulated.

Die Steuerung der Adsorption und der Desorption (Regeneration) der beiden Adsorptionsspeicher 21 und 21.1 erfolgt durch entsprechende Einstellung der Wegeventile 12 und 13 des Kältemittelkreislaufs 10 und der Wegeventile 24, 24.1, 25 und 26 wechselphasig, so dass beispielsweise der Adsorptionsspeicher 21 adsorbiert oder desorbiert und gleichzeitig der weitere Adsorptionsspeicher 21.1 bei einer Adsorption des Adsorptionsspeichers 21 desorbiert oder bei Desorption des Adsorptionsspeichers 21 adsorbiert wird.The control of adsorption and desorption (regeneration) of the two adsorption storage 21 and 21.1 is done by appropriate adjustment of the directional control valves 12 and 13 of the refrigerant circuit 10 and the directional valves 24 . 24.1 . 25 and 26 alternating phase, so that for example the adsorption 21 adsorbed or desorbed and at the same time the further adsorption storage 21.1 at an adsorption of Adsorptionsspeicher 21 Desorbed or desorption of Adsorptionsspeichers 21 is adsorbed.

Zur Regeneration eines der beiden Adsorptionsspeicher 21 oder 21.1 wird das Wegeventil 12 derart gesteuert, dass das von dem Kompressor 11 erzeugte Heißgas in den Bypass 10.1 fließt und entsprechend der von dem Klimasteuergerät 2 erzeugten Schaltstellung des Wegeventils 13 an dem Adsorptionsspeicher 21 oder 21.1 vorbeigeführt wird. Bei einer Regeneration des Adsorptionsspeichers 21 oder 21.1 ist das jeweilige Wegeventil 24 oder 24.1 geschlossen, so dass keine Verbindung zum Kondensator 22 hinsichtlich des Wärmemittels besteht.For the regeneration of one of the two adsorption reservoirs 21 or 21.1 becomes the directional valve 12 controlled so that that of the compressor 11 generated hot gas in the bypass 10.1 flows and according to the of the climate control unit 2 generated switching position of the directional control valve 13 at the Adsorptionsspeicher 21 or 21.1 is passed. In a regeneration of Adsorptionsspeichers 21 or 21.1 is the respective directional valve 24 or 24.1 closed, so no connection to the capacitor 22 with respect to the heating agent.

Zur Durchführung einer Adsorption an einem der beiden Adsorptionsspeicher 21 oder 21.1 wird das Wegeventil 26 geöffnet, so dass entsprechend der von dem Klimasteuergerät 2 bewirkten Schaltstellung des Wegeventils 25 der in dem Verdampfer 23 erzeugte Wasserdampf von einem der beiden Adsorptionsspeicher 21 oder 21.1 angesaugt und von dem Zeolith adsorbiert wird, so dass aufgrund der Verdampfungskälte das in dem Verdampfer 23 verbleibende Wärmemittel, also das Wasser stark abgekühlt wird und somit verstärkt Wärme W2 aus dem Fahrzeuginnenraum zu dessen Abkühlung aufgenommen wird. Während dieser Adsorption erhitzt sich das Zeolith in dem jeweiligen Adsorptionsspeicher 21 oder 21.1 und speichert diese Wärme, das zugehörige Wegeventil 24 oder 24.1 ist dabei geschlossen.To carry out an adsorption on one of the two Adsorptionsspeicher 21 or 21.1 becomes the directional valve 26 open, so that according to the of the climate control unit 2 caused switching position of the directional control valve 25 in the evaporator 23 generated water vapor from one of the two Adsorptionsspeicher 21 or 21.1 is sucked and adsorbed by the zeolite, so that due to the evaporative cooling in the evaporator 23 remaining heat, so the water is strongly cooled and thus increased heat W2 is absorbed from the vehicle interior to cool it. During this adsorption, the zeolite heats up in the respective adsorption store 21 or 21.1 and stores this heat, the associated directional valve 24 or 24.1 is closed.

Falls die Kühlerrücklauftemperatur in der Verbindungsleitung zwischen dem Kondensator 14 und dem Verdampfer 15 des Kältemittelkreislaufs 10 zu hoch ist, kann zur Adsorption eines der beiden Adsorptionsspeicher 21 oder 21.1 das zugehörige Wegeventil 24 oder 24.1 bei geschlossenem Wegeventil 26 geöffnet werden, um damit auch auf der Warmseite das Temperaturniveau zu senken. Bei diesem Vorgang wird der in dem Kondensator 22 entstehende Wasserdampf von dem jeweiligen Adsorptionsspeicher 21 oder 21.1 abgesaugt und die dabei entstehende Verdampfungskälte zur Abkühlung des Kühlmittels verwendet.If the radiator return temperature in the connecting line between the condenser 14 and the evaporator 15 of the refrigerant circuit 10 is too high, can be used to adsorb one of the two adsorption 21 or 21.1 the associated directional valve 24 or 24.1 with closed directional control valve 26 be opened in order to lower the temperature level also on the hot side. In this process, the in the capacitor 22 resulting water vapor from the respective adsorption storage 21 or 21.1 sucked off and the resulting evaporative cooling used to cool the coolant.

Die bei der Adsorption in dem Adsorptionsspeicher 21 oder 21.2 gespeicherte Wärme kann bei geöffneten Wegeventil 24 oder 24.1 auch dazu genutzt werden, beispielsweise eine Vereisung auf der Warmseite (Kondensator 14 und 22) des Kältemittelkreislaufs 10 schnellstmöglich zu beseitigen.The adsorption in the Adsorptionsspeicher 21 or 21.2 stored heat can be opened with directional control valve 24 or 24.1 also be used, for example, icing on the hot side (condenser 14 and 22 ) of the refrigerant circuit 10 eliminate as soon as possible.

Zur Desorption (Regenerierung) eines adsorbierten Adsorptionsspeichers 21 oder 21.1 wird das erste Wegeventil 12 geöffnet und das zweite Wegeventil 13 in die entsprechende Schaltstellung gesteuert so dass das von dem Kompressor 11 komprimierte Heißgas mit bis zu 180 °C über den Bypass 10.1 an das entsprechende Zeolith vorbeigeführt wird, wodurch aufgrund der von dem Heißgas bewirkten Wärmezufuhr das Wasser als Wärmemittel dampfförmig aus dem Zeolith desorbiert und aufgrund des offenen Wegeventils 24 oder 24.1 in dem Kondensator 22 unter Abgabe einer Restwärme W1 an die Fahrzeugumgebung verflüssigt. Aus dem Kondensator 22 wird das Wasser über das Druckminderungsventil 27 zurück in den Verdampfer 23 geleitet.For the desorption (regeneration) of an adsorbed adsorptive storage 21 or 21.1 becomes the first directional valve 12 opened and the second way valve 13 controlled in the appropriate switching position so that of the compressor 11 compressed hot gas up to 180 ° C via the bypass 10.1 is passed to the corresponding zeolite, whereby due to the heat supplied by the hot gas, the water desorbs as a heating agent vaporous from the zeolite and due to the open directional control valve 24 or 24.1 in the condenser 22 under release of a residual heat W1 liquefied to the vehicle environment. From the condenser 22 the water gets over the pressure reducing valve 27 back to the evaporator 23 directed.

Damit wird mit den beiden Adsorptionsspeicher 21 und 21.1 eine Boost-Funktion realisiert, die im Falle von hohen Lastfällen im Kältemittelkreislauf 10 aktiviert wird, wie beispielsweise in den oben erläuterten Fällen einer hohen Fahrzeuginnentemperatur oder bei einer Vereisung des Motorkühlers des Fahrzeugs.This is done with the two adsorption 21 and 21.1 realized a boost function, which in case of high load cases in the refrigerant circuit 10 is activated, such as in the above-explained cases of a high vehicle interior temperature or icing of the engine radiator of the vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Klimaanlageair conditioner
22
KlimasteuergerätAir controller
33
Sensordaten und Klimaeinstellungen Sensor data and climate settings
1010
KältemittelkreislaufRefrigerant circulation
10.110.1
Bypass des Kältemittelkreislaufs 10 Bypass of the refrigerant circuit 10
1111
Kompressor des Kältemittelkreislaufs 10 Compressor of the refrigerant circuit 10
1212
erstes Wegeventil des Kältemittelkreislaufs 10 first directional control valve of the refrigerant circuit 10
1313
zweites Wegeventil des Kältemittelkreislaufs 10 second directional control valve of the refrigerant circuit 10
1414
Kondensator des Kältemittelkreislaufs 10 Condenser of the refrigerant circuit 10
1515
Verdichter des Kältemittelkreislaufs 10 Compressor of the refrigerant circuit 10
1616
Expansionsventil expansion valve
2020
WärmemittelkreislaufHeat medium circuit
2121
AdsorptionsspeicherAdsorption
21.121.1
weiterer Adsorptionsspeicherfurther adsorption storage
2222
Kondensator des Wärmemittelkreislaufs 20 Condenser of the heat recovery circuit 20
2323
Verdampfer des Wärmemittelkreislaufs 20 Evaporator of the heating medium circuit 20
2424
Wegeventil des Wärmemittelkreislaufs 20 Directional control valve of the heat recovery circuit 20
24.124.1
Wegeventil des Wärmemittelkreislaufs 20 Directional control valve of the heat recovery circuit 20
2525
Wegeventil des Wärmemittelkreislaufs 20 Directional control valve of the heat recovery circuit 20
2626
Wegeventil des Wärmemittelkreislaufs 20 Directional control valve of the heat recovery circuit 20
2727
Druckminderungsventil des Wärmemittelkreislaufs 20 Pressure reducing valve of the heat medium circuit 20

Claims (3)

Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug, umfassend - einen Kältemittelkreislauf (10) mit einem Kompressor (11), - einen Wärmemittelkreislauf (20) mit zwei Adsorptionsspeichern (21, 21.1), einem Kondensator (22) und einem Verdampfer (23), und - ein erstes Wegeventil (12), welches dem Kompressor (11) nachgeschaltet ist, d a dur c h gekennzeichnet, dass - ein zweites Wegeventil (13) dem ersten Wegeventil (12) nachgeschaltet ist, welches entweder den einen Adsorptionsspeicher (21) oder den anderen Adsorptionsspeicher (21.1) mit dem ersten Wegeventil (12) verbindet, und - der Kompressor (11) mittels des ersten Wegeventils (12) entweder mit dem zweiten Wegeventil (13) zur Regeneration des einen Adsorptionsspeichers (21) oder des anderen Adsorptionsspeichers (21.1) von dessen Absorptionsmittel mittels des komprimierten Kältemittels oder mit einem Kondensator (14) des Kältemittelkreislaufs (10) zur Kühlung des Kältemittels verbunden ist.Airconditioner (1) for a vehicle, comprising a refrigerant circuit (10) having a compressor (11), - A heat medium circuit (20) with two adsorption (21, 21.1), a condenser (22) and an evaporator (23), and - A first directional control valve (12), which is the compressor (11) downstream, d a dur c h characterized in that - A second directional control valve (13) is connected downstream of the first directional control valve (12), which connects either one adsorption (21) or the other adsorption (21.1) with the first directional control valve (12), and - The compressor (11) by means of the first directional control valve (12) either with the second directional control valve (13) for regeneration of one adsorption (21) or the other adsorption (21.1) of its absorbent by means of the compressed refrigerant or with a condenser (14) the refrigerant circuit (10) is connected for cooling the refrigerant. Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, d a dur c h gekennzeichnet, dass, dem einen Adsorptionsspeicher (21) und dem anderen Adsorptionsspeicher (21.1) jeweils ein Wegeventil (24, 24.1) zugeordnet ist, welche ausgebildet sind, die Adsorptionsspeicher (21, 21.1) während der Regeneration mit dem Kondensator (22) des Wärmemittelkreislauf (20) zu verbinden.Air conditioning (1) after Claim 1 in that a adsorption store (21) and the other adsorption store (21.1) are each assigned a directional control valve (24, 24.1), which are designed to store the adsorption stores (21, 21.1) during regeneration with the condenser (2). 22) of the heat medium circuit (20) to connect. Klimaanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a dur c h gekennzeichnet, dass, der Wärmemittelkreislauf (20) mit einem weiteren Wegeventil (25) ausgebildet ist, welches den Verdampfer (23) des Wärmemittelkreislaufes (20) mit dem Adsorptionsspeicher (21, 21.1 verbindbar macht.Air conditioning (1) after Claim 1 or 2 characterized in that the heat circulation circuit (20) is formed with a further directional control valve (25) which makes the evaporator (23) of the heating medium circuit (20) connectable to the adsorption storage (21, 21.1).
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