DE102014115184A1

DE102014115184A1 - Kreislauf zur thermischen Klimatisierung eines Fahrgastraums

Info

Publication number: DE102014115184A1
Application number: DE201410115184
Authority: DE
Inventors: Mohamed Yahia
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2015-04-30
Also published as: FR3012587A1; FR3012587B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kreislauf (110) zur thermischen Klimatisierung, insbesondere eines Kraftfahrzeugfahrgastraums, in dem ein Kältefluid zirkulieren kann und der in Strömungsrichtung des Kältefluids einen Verdichter (112) und einen Kondensator (114) aufweist, wobei der Kreislauf auch ein erstes Druckminderungsventil (118) und einen ersten Verdampfer (120) aufweist, die parallel zu einem zweiten Druckminderungsventil (124) und einem zweiten Verdampfer (126) geschaltet sind. Erfindungsgemäß ist ein Wärmetauscher (128) im Kreislauf angeordnet, so dass er vor dem ersten Druckminderungsventil (118) von dem Kältefluid durchströmt wird und von dem aus dem zweiten Verdampfer (126) austretenden Kältefluid durchströmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kreislauf zur thermischen Klimatisierung, insbesondere eines Kraftfahrzeugfahrgastraums.
Der Kreislauf zur thermischen Klimatisierung eines Kraftfahrzeugfahrgastraums weist herkömmlicherweise zwei parallel zueinander geschaltete Verdampfer auf. Ein erster Verdampfer ermöglicht das thermische Klimatisieren eines vorderen Teils des Fahrzeugfahrgastraums, und ein zweiter Verdampfer ermöglicht das thermische Klimatisieren eines hinteren Teils des Fahrgastraums.
Wenn lediglich das thermische Klimatisieren des vorderen Teils des Fahrgastraums erwünscht ist, wird der zweite Verdampfer abgeschaltet, um die Zufuhr von klimatisierter Luft zum hinteren Teil des Fahrgastraums zu verhindern. Darüber hinaus wird das stromaufwärts des zweiten Verdampfers angeordnete Druckminderungsventil zugedrückt, so dass der diesen durchquerenden Kältefluiddurchsatz verringert und somit der Wirkungsgrad des ersten Verdampfers erhöht wird.
Der Kältefluiddurchsatz durch den zweiten Verdampfer wird jedoch nicht vollständig unterbrochen, was zur Verringerung der Leistungen der Klimatisierungsvorrichtung beiträgt. Außerdem kann bei der erneuten Versorgung des zweiten Druckminderungsventils mit Kältefluid dieses durch den abrupten Druckanstieg beschädigt werden. Um diese beiden Nachteile zu beseitigen, entscheiden sich einige Hersteller für die Aufnahme eines stromaufwärts des zweiten Druckminderungsventils angeordneten Öffnungs- und Schließventils. Die Stückkosten eines derartigen Ventils sind jedoch zu hoch, um dessen Aufnahme in eine Vorrichtung zur thermischen Klimatisierung in Betracht zu ziehen.
Die Erfindung bietet eine einfache, wirksame und wirtschaftliche Lösung zu den oben genannten Problemen.
Somit schlägt die Erfindung einen Kreislauf zur thermischen Klimatisierung, insbesondere eines Kraftfahrzeugfahrgastraums vor, in dem ein Kältefluid zirkulieren kann und der in Strömungsrichtung des Kältefluids einen Verdichter und einen Kondensator aufweist, wobei der Kreislauf auch ein erstes Druckminderungsventil und einen ersten Verdampfer aufweist, die parallel zu einem zweiten Druckminderungsventil und einem zweiten Verdampfer geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf einen Wärmetauscher aufweist, der im Kreislauf angeordnet ist, so dass er vor dem ersten Druckminderungsventil von dem Kältefluid durchströmt wird und von dem aus dem zweiten Verdampfer austretenden Kältefluid durchströmt wird.
Wenn der zweite Verdampfer abgeschaltet ist, hat das aus dem zweiten Verdampfer austretende Kältefluid im Wesentlichen die gleiche Enthalpie wie am Ausgang des Kondensators. Das Kühlmittel zirkuliert dann in dem Wärmetauscher und geht in den überhitzten Zustand über, dessen Überhitzungsniveau von dem Wirkungsgrad des Wärmetauschers abhängig ist. Die von dem Wärmetauscher angesammelte Wärme wird zum Kältefluid übertragen, das in das erste Druckminderungsventil und dann in den ersten Verdampfer eintritt. Auf diese Weise werden die Leistungen des ersten Wärmetauschers erhöht, wenn der zweite Verdampfer nicht verwendet wird.
Wenn die beiden Verdampfer in Betrieb sind, beeinflusst der Wärmetauscher nicht den Betrieb des Kreislaufs zur thermischen Klimatisierung. Es ist ferner durch die Verwendung eines zweiten Verdampfers möglich, die Temperatur des in den Verdichter eintretenden Kältefluids zu senken, wodurch die von dem Verdichter geleistete Arbeit zur Versorgung des Kühlmittels mit der gewünschten Druckerhöhung verringert wird.
Somit ist es erfindungsgemäß möglich, die Leistungen des Kreislaufs zur thermischen Klimatisierung zu steigern, ohne ein kostspieliges Öffnungs- und Schließventil verwenden zu müssen.
Der Wärmetauscher ist vorteilhaft ein Plattenwärmetauscher mit einem Wirkungsgrad von mindestens 60% und vorzugsweise von mindestens 80%.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einem Kreislauf der oben beschriebenen Art.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine wie oben beschriebene Vorrichtung aufweist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung, die als nicht einschränkendes Beispiel und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben ist. Darin zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kreislauf zur thermischen Klimatisierung gemäß dem Stand der Technik;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kreislaufs zur thermischen Klimatisierung.
Es wird nun Bezug auf 1 genommen, die einen Kreislauf zur thermischen Klimatisierung 10 gemäß dem Stand der Technik zeigt, in dem ein Kältefluid oder Kühlmittel mit vom Fachmann wohl bekannten herkömmlichen Mitteln dazu gebracht wird, zu zirkulieren.
Dieser Kreislauf 10 weist in Strömungsrichtung des Kühlmittels einen Verdichter 12 und einen Kondensator 14 auf, stromabwärts von dem sich der Kreislauf in zwei parallele Zweige teilt, wobei ein erster Zweig 16 ein erstes Druckminderungsventil 18 oder Druckminderer aufweist, der stromabwärts auf einen ersten Verdampfer 20 ausmündet, und ein zweiter Zweig 22 ein zweites Druckminderungsventil 24 oder Druckminderer aufweist, der stromabwärts auf einen zweiten Verdampfer 26 ausmündet. Die beiden parallelen Zweige 16, 22 des Kreislaufs vereinigen sich stromabwärts des ersten 20 und zweiten 26 Verdampfers und stromaufwärts des Verdichters 12.
Bei diesem Aufbau der Vorrichtung zur thermischen Klimatisierung ermöglicht der erste Verdampfer 20 die thermische Klimatisierung des vorderen Teils des Fahrzeugfahrgastraums, und der zweite Verdampfer 26 ist dazu vorgesehen, die thermische Klimatisierung des hinteren Teils des Fahrzeugfahrgastraums auszuführen.
Wenn der Benutzer des Kraftfahrzeugs lediglich den vorderen Teil des Fahrzeugs belüften möchte, ist es wünschenswert, das Strömen des Kältefluids in den zweiten Verdampfer 26, der die Leistungen des Klimatisierungskreislaufs senkt, zu begrenzen.
Wie oben angegeben, kann jedoch die Verwendung eines Öffnungs-/Schließventils, das stromaufwärts des zweiten Druckminderungsventils 24 in dem zweiten Zweig 22 angeordnet ist, aufgrund der zu hohen Stückkosten dieser Ventilart nicht in Betracht gezogen werden.
Der erfindungsgemäße Klimatisierungskreislauf, der in 2 dargestellt ist und bei dem die gleichen Elemente wie die oben beschriebenen Elemente mit um hundert erhöhten Bezugszeichen bezeichnet werden, weist somit einen Wärmetauscher 128 auf, der den ersten 116 und den zweiten Zweig 122 verbindet und im Kreislauf angeordnet ist, so dass er vor dem ersten Druckminderungsventil 118 von dem Kältefluid durchströmt wird und von dem aus dem zweiten Verdampfer 126 austretenden Kältefluid durchströmt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung des Kreislaufs ist der Wärmetauscher 128 ein Plattenwärmetauscher mit einem Wirkungsgrad von mindestens 60% und vorzugsweise von mindestens 80%.
Mit der Aufnahme eines Wärmetauschers 128 in den Kreislauf zur thermischen Klimatisierung, wie in 2 dargestellt, ist es möglich, wenn der zweite Verdampfer 126 nicht betrieben wird, einen Teil der Kälte des zweiten Zweigs 122 über den Wärmetauscher 128 zurückzugewinnen und zu dem in den ersten Zweig 116 eintretenden Kältefluid zu leiten. Auf diese Weise können die Leistungen des Kreislaufs zur thermischen Klimatisierung 110 erhöht werden.
Darüber hinaus hat die Anbringung eines Wärmetauschers 128 wie bei der Erfindung keine Auswirkung auf die Leistungen des ersten 120 und zweiten 126 Verdampfers, wenn diese gleichzeitig verwendet werden.

Claims

Kreislauf (110) zur thermischen Klimatisierung, insbesondere eines Kraftfahrzeugfahrgastraums, in dem ein Kältefluid zirkulieren kann und der in Strömungsrichtung des Kältefluids einen Verdichter (112) und einen Kondensator (114) aufweist, wobei der Kreislauf auch ein erstes Druckminderungsventil (118) und einen ersten Verdampfer (120) aufweist, die parallel zu einem zweiten Druckminderungsventil (124) und einem zweiten Verdampfer (126) geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Wärmetauscher (128) aufweist, der im Kreislauf angeordnet ist, so dass er vor dem ersten Druckminderungsventil (118) von dem Kältefluid durchströmt wird und von dem aus dem zweiten Verdampfer (126) austretenden Kältefluid durchströmt wird.
Kreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (128) ein Plattenwärmetauscher mit einem Wirkungsgrad von mindestens 60% und vorzugsweise von mindestens 80% ist.
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kreislauf (110) nach Anspruch 1 oder 2 aufweist.