DE102014014462A1

DE102014014462A1 - Fahrzeugklimaanlage sowie Verfahren zum Betreiben dieser Fahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE102014014462A1
Application number: DE102014014462.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Erik Körner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2034-09-27
Also published as: DE102014014462B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage (1) mit einem wenigstens einen Verdampfer (2.1) aufweisenden Klimagerät (2) zur Bereitstellung eines über innenraumseitige Luftausströmerkanäle (6) geführten Innenraumklimatisierungsluftstromes (L2), wobei das Klimagerät (2) zur Bildung eines Kältemittelkreislaufes über eine Kältemittelzuleitung (7.1) mit wenigstens einem Kondensator (4) und über eine Kältemittelableitung (7.2) mit einem Kompressor (5) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein weiterer Verdampfer (3) in wenigstens einem innenraumseitigen Luftausströmerkanal (6, 6.1) angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugklimaanlage (1), welche wenigstens ein einen Verdampfer (2.1) aufweisendes Klimagerät (2) zur Bereitstellung eines über innenraumseitige Luftausströmerkanäle (6) geführten Innenraumklimatisierungsluftstromes (L2) aufweist, wobei das Klimagerät (2) zur Bildung eines Kältemittelkreislaufes über eine Kältemittelzuleitung (7.1) mit wenigstens einem Kondensator (4) und über eine Kältemittelableitung (7.2) mit einem Kompressor (5) verbunden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die dem Klimagerät (2) zugeführte Luft (L1) mittels des Verdampfers (2.1) getrocknet wird und anschließend die von dem Verdampfer (2.1) des Klimagerätes (2) getrocknete Luft mittels eines in wenigstens einem innenraumseitigen Luftausströmerkanal (6) angeordneten weiteren Verdampfer (3) gekühlt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage mit einem wenigstens einen Verdampfer aufweisenden Klimagerät gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage sowie ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage.
Fahrzeugklimaanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen dazu den Innenraum bzw. die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs mit einem Innenraumklimatisierungsluftstrom mit einer vorgegebenen Temperatur zu versorgen. Das Klimagerät einer solchen Fahrzeugklimaanlage stellt das eigentliche Lüftungssystem der Fahrgastzelle dar und umfasst einen Ansaugkanal, über welchem Luft von außerhalb des Fahrzeugs über einen Verdampfer geführt und dort zentral gekühlt und entfeuchtet wird. Mittels luftführender Kanäle gelangt diese Luft über Luftausströmerkanäle, wie Mittenausströmer, Mannausströmer oder Fußausströmer in den Fahrzeuginnenraum.
Die Regelung einer solchen Fahrzeugklimaanlage übernimmt ein Klimasteuergerät, welches in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebsparametern, wie bspw. der über ein Bedienelement von einem Fahrzeuginsassen eingestellte Sollwert der Temperatur und der Istwert der Temperatur der Fahrgastzelle die Komponenten der Fahrzeugklimaanlage steuert.
Nachteilig an einer solchen Fahrzeugklimaanlage ist jedoch, dass sich die durch den Verdampfer zentral gekühlte und entfeuchtete Luft im Klimagerät und an den luftführenden Kanälen erwärmt, da diese wärmer sind als die geführte Luft. Insbesondere bei in der Sonne geparkten Fahrzeugen tritt dieser Effekt verstärkt auf. Je kälter die von dem Verdampfer zentral gekühlte Luft ist, desto höher ist die Temperaturdifferenz zu den die gekühlte Luft führenden Bauteilen bzw. Wänden des Klimagerätes und führt daher zur Erhöhung der von der gekühlten Luft aufgenommenen Wärmemenge, wodurch sich der Systemwirkungsgrad verschlechtert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugklimaanlage gemäß der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher ein hohes Systemwirkungsgrad der Fahrzeugklimaanlage erreicht wird, insbesondere eine nachträgliche Erwärmung der durch den Verdampfer gekühlten Luft an Bauteilen des Klimagerätes bzw. an den luftführenden Komponenten weitestgehend vermieden wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage anzugeben.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugklimaanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Eine solche Fahrzeugklimaanlage mit einem wenigstens einen Verdampfer aufweisenden Klimagerät zur Bereitstellung eines über innenraumseitige Luftausströmerkanäle geführten Innenraumklimatisierungsluftstromes, wobei das Klimagerät zur Bildung eines Kältemittelkreislaufes über eine Kältemittelzuleitung mit wenigstens einem Kondensator und über eine Kältemittelableitung mit einem Kompressor verbunden ist; zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass ein weiterer Verdampfer in wenigstens einem innenraumseitigen Luftausströmerkanal angeordnet ist.
Bei dieser erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage erfolgt eine 2-stufige Kühlung der Luft zur Fahrzeuginnenraumklimatisierung, indem zunächst in einem Verdampfer des Klimagerätes die zugeführte Luft entfeuchtet und anschließend über Luftführungskanäle dem wenigstens einen innenraumseitigen Luftausströmerkanal zugeführt wird, in welchem der weitere Verdampfer angeordnet ist, durch den die zugeführte Luft unmittelbar vor ihrem Eintritt in den Fahrzeuginnenraum auf die eingestellte Temperatur gekühlt wird. Eine Wasserabscheidung an diesem nachgeschalteten weiteren Verdampfer ist nicht erforderlich, da die diesem weiteren Verdampfer zugeführte Luft zuvor von dem Verdampfer des Klimagerätes entfeuchtet wurde.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Luftausströmerkanal, in welchem der weitere Verdampfer angeordnet ist, als Mannausströmer ausgebildet. Damit kann die Ausblastemperatur an solchen Mannausströmern sehr schnell auf ein sehr kaltes Temperaturniveau reduziert werden, wodurch sich ein verbesserter Komfort erzielen lässt.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 3.
Dieses Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugklimaanlage, welche wenigstens ein einen Verdampfer aufweisendes Klimagerät zur Bereitstellung eines über innenraumseitige Luftausströmerkanäle geführten Innenraumklimatisierungsluftstromes aufweist, wobei das Klimagerät zur Bildung eines Kältemittelkreislaufes über eine Kältemittelzuleitung mit wenigstens einem Kondensator und über eine Kältemittelableitung mit einem Kompressor verbunden ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass

– die dem Klimagerät zugeführte Luft mittels des Verdampfers getrocknet wird, und
– anschließend die von dem Verdampfer des Klimagerätes getrocknete Luft mittels eines in wenigstens einem innenraumseitigen Luftausströmerkanal angeordneten weiteren Verdampfer gekühlt wird.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugklimaanlage wird eine 2-stufige Kühlung der Luft zur Fahrzeuginnenraumklimatisierung durchgeführt, indem zunächst in einem Verdampfer des Klimagerätes die zugeführte Luft entfeuchtet und anschließend über Luftführungskanäle dem wenigstens einen innenraumseitigen Luftausströmerkanal zugeführt wird, in welchem der weitere Verdampfer angeordnet ist, durch den die zugeführte Luft unmittelbar vor ihrem Eintritt in den Fahrzeuginnenraum auf die eingestellte Temperatur gekühlt wird. Eine Wasserabscheidung an diesem nachgeschalteten weiteren Verdampfer ist nicht erforderlich, da die diesem weiteren Verdampfer zugeführte Luft zuvor von dem Verdampfer des Klimagerätes entfeuchtet wurde.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugklimaanlage kann mit Vorteil in allen Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage in einem Fahrzeug, und
2 ein Blockschaltbild des Kältemittelkreislaufes der in 1 dargestellten Fahrzeugklimaanlage.
Die 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Fahrzeug 10 mit einer Fahrzeugklimaanlage 1, dessen Kältemittelkreislauf in 2 dargestellt ist.
Die Fahrzeugklimaanlage 1 nach 2 umfasst ein Klimagerät 2 sowie für eine Klimaanlage erforderliche Komponenten, wie einen Kondensator 4 sowie einen Kompressor 5. Diese Komponenten 4 und 5 bilden zusammen mit dem Klimagerät 2 einen über eine Kältemittelzuleitung 7.1, eine Kältemittelableitung 7.2 sowie eine weitere Kältemittelleitung 7.3 verbundenen Kältemittelkreislauf für einen Kältebetrieb der Fahrzeugklimaanlage 1.
In 1 ist zumindest das Klimagerät 2 der Fahrzeugklimaanlage 1 des Fahrzeugs 10 dargestellt, wonach hinter einer Instrumententafel 11 des Fahrzeugs 10 im Bereich der vorderen Stirnwand der Fahrgastzelle das Klimagerät 2 mit in den Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 10 führende Luftführungskanälen 6 angeordnet ist.
Dieses Klimagerät 2 umfasst einen für den Kältebetrieb erforderlichen Verdampfer 2.1, ein Expansionsventil 2.2 und einen für den Wärmebetrieb erforderlichen Heizungswärmetauscher 2.3.
Die von dem Klimagerät 2 über ein Gebläse 2.4 angesaugte Frischluft L1 wird an dem Verdampfer 2.1 und gegebenenfalls teilweise an dem Heizungswärmetauscher 2.3 vorbeigeführt und als Innenklimatisierungsluftstrom L2 über Luftausströmerkanäle 6 in den Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 10 geleitet. Durch den Verdampfer 2.1 wird die zugeführte Frischluft L1 entfeuchtet und tritt anschließend in ein Luftverteilungssystem mit den Luftausströmerkanälen 6 der Fahrzeugklimaanlage 1 ein.
Als Luftausströmerkanäle 6 sind in 1 ein Mannausströmerkanal 6.1, ein Defrosterkanal 6.2 und ein Fußausströmerkanal 6.3 dargestellt. Der Mannausströmerkanal 6.1 ist im Bereich der Instrumententafel 11 angeordnet und weist einen weiteren Verdampfer 3 auf, der in dem Mannausströmerkanal 6.1 angeordnet ist, so dass der Innenklimatisierungsluftstrom 12 an diesem weiteren Verdampfer 3 vorbeigeführt wird und dadurch die Luft dieses Innenklimatisierungsluftstromes 12 gekühlt wird. Nach dem Verdampfer 3 tritt die Luft des Innenklimatisierungsluftstromes 12 direkt in den Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 10 ein.
Gemäß 2 ist der weitere Verdampfer 3 in Strömungsrichtung des Kältemittels dem Verdampfer 2.1 des Klimagerätes 2 in Reihe nachgeschaltet und direkt mit dem Kompressor 5 über die Kältemittelableitung 7.2 verbunden.
Die Kühlung des dem Klimagerät 2 zugeführten Luftstromes L1 erfolgt 2-stufig, indem zunächst in dem Verdampfer 2.1 des Klimagerätes 2 die zugeführte Luft L1 entfeuchtet und anschließend über den Mannausströmerkanal 6.1 mit dem dort angeordneten weiteren Verdampfer 3 in den Fahrzeuginnenraum geführt wird, so dass die diesem Verdampfer 3 zugeführte Luft unmittelbar vor ihrem Eintritt in den Fahrzeuginnenraum auf die eingestellte Temperatur gekühlt wird. Somit wird eine nachträgliche Erwärmung der von dem Verdampfer 2.1 des Klimagerätes entfeuchteten Luft an den luftführenden Bauteilen verhindert. Eine Wasserabscheidung an dem dem Verdampfer 2.1 nachgeschalteten weiteren Verdampfer 3 ist nicht erforderlich, da die diesem weiteren Verdampfer 3 zugeführte Luft zuvor von dem Verdampfer 2.1 des Klimagerätes 2 entfeuchtet wurde.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugklimaanlage
2: Klimagerät der Fahrzeugklimaanlage 1
2.1: Verdampfer des Klimagerätes 2
2.2: Expansionsventil des Klimagerätes 2
2.3: Heizungswärmetauscher des Klimagerätes 2
2.4: Gebläse des Klimagerätes 2
3: weiterer Verdampfer
4: Kondensator
5: Kompressor
6: Luftausströmerkanal
6.1: Mannausströmer
6.2: Defrosterkanal
6.3: Fußausströmerkanal
7.1: Kältemittelzuleitung
7.2: Kältemittelableitung
7.3: Kältemittelleitung
10: Fahrzeug
11: Instrumententafel des Fahrzeugs 10

Claims

Fahrzeugklimaanlage (1) mit einem wenigstens einen Verdampfer (2.1) aufweisenden Klimagerät (2) zur Bereitstellung eines über innenraumseitige Luftausströmerkanäle (6) geführten Innenraumklimatisierungsluftstromes (L2), wobei das Klimagerät (2) zur Bildung eines Kältemittelkreislaufes über eine Kältemittelzuleitung (7.1) mit wenigstens einem Kondensator (4) und über eine Kältemittelableitung (7.2) mit einem Kompressor (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Verdampfer (3) in wenigstens einem innenraumseitigen Luftausströmerkanal (6, 6.1) angeordnet ist.
Fahrzeugklimaanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftausströmerkanal als Mannausströmerkanal (6.1) ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugklimaanlage (1), welche wenigstens ein einen Verdampfer (2.1) aufweisendes Klimagerät (2) zur Bereitstellung eines über innenraumseitige Luftausströmerkanäle (6) geführten Innenraumklimatisierungsluftstromes (L2) aufweist, wobei das Klimagerät (2) zur Bildung eines Kältemittelkreislaufes über eine Kältemittelzuleitung (7.1) mit wenigstens einem Kondensator (4) und über eine Kältemittelableitung (7.2) mit einem Kompressor (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die dem Klimagerät (2) zugeführte Luft (L1) mittels des Verdampfers (2.1) getrocknet wird, und – anschließend die von dem Verdampfer (2.1) des Klimagerätes (2) getrocknete Luft mittels eines in wenigstens einem innenraumseitigen Luftausströmerkanal (6) angeordneten weiteren Verdampfer (3) gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftausströmerkanal als Mannausströmerkanal (6.1) ausgebildet wird.
Fahrzeug (10) mit einer Fahrzeugklimaanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2.