DE102015112432A1 - air conditioning - Google Patents

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Abstract

Eine Klimaanlage (1) mit einem Wärmetauscher und einem Kondensator (7) wird beschrieben. Der Wärmetauscher ist ein mit einem Primärfluid (3) befüllbarer Vakuumbehälter (2). Eine Vakuumpumpe (5) steht mit dem Vakuumbehälter (2) in kommunizierender Verbindung, um einen relativ zu dem Atmosphärendruck reduzierten Unterdruck in dem Vakuumbehälter (2) zu erzeugen. Die Vakuumpumpe (5) steht mit dem Kondensator (7) in kommunizierender Verbindung, um das aus dem Vakuumbehälter (2) abgezogene Primärfluid (3) dem Kondensator (7) zuzuführen. Der Ausgang des Kondensators (7) steht mit dem Vakuumbehälter (2) zur Rückführung des im Kondensator (7) abgekühlten Primärfluids (3) in kommunizierender Verbindung.An air conditioner (1) having a heat exchanger and a condenser (7) will be described. The heat exchanger is a vacuum container (2) which can be filled with a primary fluid (3). A vacuum pump (5) communicates with the vacuum tank (2) to produce a reduced negative pressure in the vacuum tank (2) relative to the atmospheric pressure. The vacuum pump (5) communicates with the condenser (7) to supply the primary fluid (3) withdrawn from the vacuum tank (2) to the condenser (7). The output of the capacitor (7) communicates with the vacuum container (2) for returning the primary fluid (3) cooled in the condenser (7) to a communicating connection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem Wärmetauscher und einem Kondensator. The invention relates to an air conditioner with a heat exchanger and a condenser.

Klimaanlagen werden herkömmlich mit Hilfe von Kältekompressionsmaschinen realisiert. Diese haben einen Kompressor, einen Kondensator, ein Drosselorgan und einen Verdampfer. Der Betrieb erfordert ein spezielles, komprimierbares Kältemittel, das durch den Kompressor verdichtet wird und unter Abgabe von Wärme im Kondensator kondensiert. Das nachfolgende Drosselorgan entspannt das flüssige Kältemittel vom hohen Druck auf einen niedrigeren Druck. Hierdurch ist das Kältemittel in der Lage, im Verdampfer Wärme aus der Umgebung aufzunehmen. Air conditioners are conventionally realized by means of refrigeration compression machines. These have a compressor, a condenser, a throttle body and an evaporator. Operation requires a special, compressible refrigerant that is compressed by the compressor and condenses with the release of heat in the condenser. The downstream throttling device releases the liquid refrigerant from the high pressure to a lower pressure. As a result, the refrigerant is able to absorb heat from the environment in the evaporator.

Derartige Klimaanlagen mit Kältekompressionsmaschinen haben den Nachteil, dass neben der Verwendung von umweltschädigenden Kältemitteln sehr viel Energie zur Kompression des Kältemittels erforderlich ist. Zudem müssen die Kältekompressionsmaschinen bei sehr hohen Drücken für das Kältemittel betrieben werden, sodass unflexible Kupferrohrleitungen und hochfeste Verbindungen erforderlich sind. Das Kältemittel hat zudem sehr gute Kriecheigenschaften, was die Abdichtung des Leitungskreislaufs erschwert. Such air conditioning systems with refrigeration compression machines have the disadvantage that in addition to the use of environmentally harmful refrigerants much energy for compression of the refrigerant is required. In addition, the refrigeration compressors must be operated at very high pressures for the refrigerant, so that inflexible copper piping and high-strength connections are required. The refrigerant also has very good creep properties, which makes it difficult to seal the piping circuit.

Eine solche Klimaanlage unter Verwendung einer Kältekompressionsmaschine ist z.B. aus DE 24 52 508 A1 bekannt. Such an air conditioner using a refrigeration compressor is eg off DE 24 52 508 A1 known.

DE 10 2008 035 068 B4 beschreibt ein Vakuumkühlverfahren zur Herstellung von Backwaren unter Ausnutzung der Verdampfungsenthalpie von Wasser im Vakuum. DE 10 2008 035 068 B4 describes a vacuum cooling process for the production of bakery products utilizing the evaporation enthalpy of water in vacuo.

Aus DE 690 05 733 T2 ist ein Dewar zum Aufbewahren und Transportieren von kryogenen Flüssigkeiten mit einem Gefäß bekannt. Dabei wird die Kühlkapazität des verdampften, aus dem Innengefäß entnommenen Kryogens durch die feste Wärmesenke oder die fluide Wärmesenke mittels Wärmeübertragung und durch Herabsetzung seiner Enthalpie extrahiert. Out DE 690 05 733 T2 a dewar is known for storing and transporting cryogenic liquids with a vessel. In this case, the cooling capacity of the evaporated, withdrawn from the inner vessel cryogen is extracted by the solid heat sink or the fluid heat sink by means of heat transfer and by reducing its enthalpy.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Klimaanlage zu schaffen, die insbesondere für mobile Anwendungen, wie z.B. zur Kühlung von Lkw-Fahrerkabinen im Motorstillstand genutzt werden kann. With this in mind, it is an object of the present invention to provide an improved air conditioning system which is particularly suitable for mobile applications, e.g. can be used for cooling truck cabs during engine standstill.

Die Aufgabe wird mit der Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. The object is achieved with the air conditioning with the features of claim 1. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Es wird vorgeschlagen, dass der Wärmetauscher der Klimaanlage ein mit einem Primärfluid befüllbarer Vakuumbehälter ist. Mit dem Vakuumbehälter steht eine Vakuumpumpe in kommunizierender Verbindung, um einen relativ zu dem Atmosphärendruck (Umgebungsluftdruck) reduzierten Unterdruck in dem Vakuumbehälter zu erzeugen. Die Vakuumpumpe steht mit dem Kondensator in kommunizierender Verbindung, um das aus dem Vakuumbehälter abgezogene Primärfluid dem Kondensator zuzuführen. Der Ausgang des Kondensators steht mit dem Vakuumbehälter zur Rückführung des im Kondensator abgekühlten Fluids in kommunizierender Verbindung. It is proposed that the heat exchanger of the air conditioning system is a vacuum container that can be filled with a primary fluid. With the vacuum container, a vacuum pump communicates to produce a reduced negative pressure in the vacuum container relative to the atmospheric pressure (ambient air pressure). The vacuum pump communicates with the condenser to supply the primary fluid withdrawn from the vacuum tank to the condenser. The output of the condenser communicates with the vacuum vessel for recycling the fluid cooled in the condenser.

Damit wird eine Klimaanlage vorgeschlagen, bei welcher die Verdampfungsenthalpie von Fluid im Vakuum für die Kühlung und den Betrieb des Wärmetauschers ausgenutzt wird. Thus, an air conditioner is proposed, in which the enthalpy of vaporization of fluid in vacuum for cooling and operation of the heat exchanger is utilized.

Eine solche Klimaanlage hat im Vergleich zu den herkömmlichen Kältekompressionsmaschinen den Vorteil, dass der Betriebsdruck der Klimaanlage im Unterdruckbereich liegt und damit der konstruktive Aufwand im Vergleich zu den herkömmlichen, im Überdruck betriebenen Kältekompressionsmaschinen wesentlich reduziert werden kann. Zudem kann auf spezielles Kältemittel verzichtet werden. Zudem lässt sich die Klimaanlage auch bei Motorstillstand ohne übermäßige Belastung einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeuges betreiben. Such an air conditioner has the advantage over the conventional refrigeration compression machines that the operating pressure of the air conditioning system is in the vacuum range and thus the design effort compared to the conventional, operated in overpressure refrigeration compressors can be significantly reduced. In addition, it is possible to dispense with special refrigerant. In addition, the air conditioner can operate even with engine standstill without excessive load on a vehicle battery of a motor vehicle.

Bei dieser Klimaanlage wird ausgenutzt, dass das Primärfluid, wie vorzugsweise Wasser, nicht wie üblich bei 100°C wie bei normalem Umgebungsdruck von etwa 1 bar siedet, sondern aufgrund des Unterdrucks bei niedrigeren Temperaturen. Die Siedetemperatur des Primärfluids kann über den Druck mit Hilfe der Vakuumpumpe gesteuert werden. Beim Verdampfen entzieht das Primärfluid der Umgebung Wärme. In this air conditioner is exploited that the primary fluid, such as preferably water, not boiling as usual at 100 ° C as at normal ambient pressure of about 1 bar, but due to the negative pressure at lower temperatures. The boiling temperature of the primary fluid can be controlled by the pressure with the help of the vacuum pump. During evaporation, the primary fluid deprives the environment of heat.

Die Vakuum-Enthalpie-Methode wurde bislang zur Aufbewahrung von kryogenen Flüssigkeiten oder zur Haltbarkeitssteigerung im Lebensmittelbereich angewandt. The vacuum enthalpy method has hitherto been used for storing cryogenic liquids or increasing the shelf life in the food industry.

Es hat sich jedoch überraschend gezeigt, dass auch eine Klimaanlage auf der Grundlage der Verdampfungsenthalpie von Fluid im Vakuum betrieben werden kann und einen hinreichenden Leistungsgrad bietet. However, it has surprisingly been found that an air conditioning system based on the enthalpy of vaporization of fluid can be operated in vacuum and offers a sufficient degree of performance.

Der Ausgang des Kondensators ist vorzugsweise mit einer Vakuumschleuse an dem Vakuumbehälter angeschlossen. Die Vakuumschleuse kann bspw. ein Rückschlagventil haben, das vorzugsweise direkt an dem Vakuumbehälter angebaut ist. Damit wird der Unterdruck auf den Vakuumbehälter begrenzt. The output of the capacitor is preferably connected to the vacuum container with a vacuum lock. The vacuum lock may, for example, have a check valve, which is preferably mounted directly on the vacuum container. This limits the vacuum to the vacuum tank.

Im Innenraum des Vakuumbehälters kann ein Sekundärfluidkreislauf für ein Sekundärfluid angeordnet sein. Der Sekundärfluidkreislauf ist von dem Primärfluid getrennt. Es sind Wärmetauscherflächen zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Sekundärfluid und dem Primärfluid im Innenraum des Vakuumbehälters vorhanden. Der Sekundärfluidkreislauf hat mindestens einen außerhalb des Vakuumbehälters angeordneten Kühlabschnitt, eine von dem Vakuumbehälter zu dem mindestens einen Kühlabschnitt führende Hinleitung und eine von dem mindestens einen Kühlabschnitt zu dem Vakuumbehälter zurückführende Rückleitung. In the interior of the vacuum container, a secondary fluid circuit for a secondary fluid may be arranged. The secondary fluid circuit is separated from the primary fluid. There are heat exchanger surfaces for exchanging heat energy between the secondary fluid and the primary fluid in the interior of the vacuum vessel. The secondary fluid circuit has at least one cooling section arranged outside the vacuum vessel, an outgoing line leading from the vacuum vessel to the at least one cooling section, and a return line leading back from the at least one cooling section to the vacuum vessel.

Mit Hilfe dieses Sekundärfluidkreislaufs kann thermische Energie von der Umgebung über den Kühlabschnitt in das Sekundärfluid übertragen werden. Diese thermische Energie wird dann im Vakuumbehälter über die Wärmetauscherflächen auf das Primärfluid übertragen, das mit Hilfe der Verdampfungsenthalpie des Primärfluids im Vakuum der Umgebung und damit dem Sekundärfluid über die Wärmetauscherflächen thermische Energie entzieht. Diese thermische Energie, d.h. die Wärme wird dann über die Vakuumpumpe und den Kondensator, d.h. mit Hilfe des Primärfluids abgeführt. Auf diese Weise kann der Vakuumbehälter an einem anderen Ort, als der mindestens eine Kühlabschnitt platziert werden. Zudem lassen sich mehrere Kühlabschnitte durch entsprechende Wärmeübertragungselemente im Sekundärfluidkreislauf an verschiedenen Positionen realisieren. Die Wärmeübertragung ist damit nicht auf die durch den Vakuumbehälter bereitgestellte Außenfläche begrenzt. With the aid of this secondary fluid circuit, thermal energy can be transferred from the environment via the cooling section into the secondary fluid. This thermal energy is then transferred in the vacuum vessel via the heat exchanger surfaces to the primary fluid, which extracts thermal energy by means of the enthalpy of evaporation of the primary fluid in a vacuum of the environment and thus the secondary fluid via the heat exchanger surfaces. This thermal energy, i. the heat is then passed through the vacuum pump and the condenser, i. removed with the aid of the primary fluid. In this way, the vacuum container can be placed at a location other than the at least one cooling section. In addition, several cooling sections can be realized by corresponding heat transfer elements in the secondary fluid circuit at different positions. The heat transfer is thus not limited to the space provided by the vacuum container outer surface.

In dem Sekundärfluidkreislauf kann eine Förderpumpe zur Förderung des Sekundärfluids von dem Vakuumbehälter zu dem mindestens einen Kühlabschnitt und zurück eingebaut sein. Damit wird ein ausreichender Fluidstrom des Sekundärfluids sichergestellt und die Leistung der Klimaanlage kann mit Hilfe dieser Förderpumpe sowie mit Hilfe der Vakuumpumpe bedarfsweise angepasst werden. In the secondary fluid circuit, a delivery pump for delivering the secondary fluid from the vacuum container to the at least one cooling section and back may be installed. Thus, a sufficient fluid flow of the secondary fluid is ensured and the performance of the air conditioner can be adjusted as needed by means of this pump and with the help of the vacuum pump.

Das Primärfluid und/oder das Sekundärfluid kann Wasser sein. Unter Wasser wird ein Fluid verstanden, das im Wesentlichen aus H2O besteht und gegebenenfalls Zusätze, wie bspw. Frostschutzmittel hat. Das Primärfluid bzw. Sekundärfluid in Form von Wasser unterscheidet sich somit von den herkömmlicherweise genutzten Kältemitteln nach DIN EN 378-1 und DIN 8960 , d.h. von Fluiden, die bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufnehmen und bei höherer Temperatur und höherem Druck Wärme abgeben. Während herkömmliche Kältemittel, wie das meist verwendete R134a einen GWP-Wert von 1430 tCO2 hat, lässt sich die erfindungsgemäße Klimaanlage mit Wasser R718 mit einem GWP-Wert von 0 tCO2 betreiben. Es ist damit in keinster Weise umweltschädlich. The primary fluid and / or the secondary fluid may be water. By water is meant a fluid which consists essentially of H 2 O and optionally additives, such as. Antifreeze has. The primary fluid or secondary fluid in the form of water thus differs from the conventionally used refrigerants DIN EN 378-1 and DIN 8960 that is, fluids that absorb heat at low temperature and low pressure and release heat at higher temperature and pressure. While conventional refrigerants, such as the most commonly used R134a has a GWP value of 1430 tCO 2 , the air conditioning system according to the invention can be operated with water R718 having a GWP value of 0 tCO 2 . It is thus in no way harmful to the environment.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage lässt sich somit mit natürlichen Kältemitteln, wie z.B. mit Wasser R718 oder Ammoniak R717 betreiben. The air conditioning system according to the invention can thus be combined with natural refrigerants, such as e.g. with water R718 or ammonia R717.

Die an dem Vakuumbehälter angeschlossenen Leitungen können als Gummischläuche oder Kunststoffschläuche ausgebildet sein. Aufgrund des unkritischen Fluids und des Betriebs des Vakuumbehälters im Unterdruckbereich und den hiermit verbundenen relativ geringen Druckdifferenzen zum Atmosphärendruck ist der Aufwand an die Leitungsführung und Leitungsqualität sowie Leitungsabdichtung im Vergleich zu den herkömmlichen Klimaanlagen mit Kältekompressionsmaschinen wesentlich reduziert. Während die für Kältekompressionsmaschinen genutzten Kältemittel im Hinblick auf die Kriecheigenschaften sehr kritisch sind und gute Abdichtungen erfordern, sind an die erfindungsgemäße Klimaanlage keine überragenden Anforderungen an die Leitungsfestigkeit und Abdichtung zu stellen. Es muss lediglich eine Abdichtung unter normalen Druckbedingungen sichergestellt werden. The lines connected to the vacuum tank can be designed as rubber hoses or plastic hoses. Due to the uncritical fluid and the operation of the vacuum container in the vacuum range and the associated relatively low pressure differences from the atmospheric pressure of the wiring and line quality and line sealing compared to the conventional air conditioning systems with refrigeration compression machines is substantially reduced. While the refrigerants used for refrigeration compressors are very critical in terms of creep properties and require good seals, the air conditioning system according to the invention does not have to impose any outstanding demands on the line strength and sealing. It is only necessary to ensure a seal under normal pressure conditions.

Die Klimaanlage weist vorzugsweise einen Unterdruck von weniger als 1 bar und vorzugsweise im Bereich von 10 mbar +/–50 % auf. Der Wert für den Unterdruck wird bevorzugt in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur angepasst. Damit wird die Leistung der Klimaanlage geregelt. The air conditioning system preferably has a negative pressure of less than 1 bar and preferably in the range of 10 mbar +/- 50%. The value for the negative pressure is preferably adjusted as a function of the ambient temperature. This regulates the performance of the air conditioning system.

Die Klimaanlage ist vorzugsweise zum Einbau in Fahrerkabinen von Lastkraftwagen oder Personenkraftwage, in Innenräumen von Booten oder Flugzeugen, in Campingwagen oder in Containern eingerichtet. Hierzu sind der Wärmetauscher und der Kondensator an diese Einsatzgebiete angepasst. The air conditioner is preferably adapted for installation in cabs of trucks or passenger cars, in interiors of boats or aircraft, in caravans or in containers. For this purpose, the heat exchanger and the condenser are adapted to these applications.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment with the accompanying drawings. It shows:

1 – Skizze einer erfindungsgemäßen Klimaanlage; 1 - Sketch of an air conditioner according to the invention;

2 – Skizze einer vereinfachten Ausführungsform der Klimaanlage aus 1; 2 - Outline of a simplified embodiment of the air conditioner 1 ;

3 – Skizze einer noch weiter vereinfachten Ausführungsform der Klimaanlage. 3 - Sketch of a still further simplified embodiment of the air conditioner.

1 lässt eine Ausführungsform der Klimaanlage 1 erkennen, die einen Wärmetauscher in Form eines Vakuumbehälters 2 hat. Dieser Vakuumbehälter 2 ist mit einem Fluid 3, wie z.B. Wasser gefüllt. Dieses Primärfluid 3 kann bspw. Kältemittel R718 sein. 1 leaves an embodiment of the air conditioning 1 recognize that a heat exchanger in the form of a vacuum vessel 2 Has. This vacuum container 2 is with a fluid 3 , such as water filled. This primary fluid 3 may be, for example, refrigerant R718.

Der Vakuumbehälter 2 hat einen Evakuationsanschluss 4, an dem eine Vakuumpumpe 5 über ein Stellventil 6 angeschlossen ist. Mit Hilfe der Vakuumpumpe 5 wird relativ zum Atmosphärendruck ein Unterdruck im Vakuumbehälter 2 erzeugt. Der Unterdruck liegt bei etwa 9 mbar, sodass die Siedetemperatur des Primärfluids 3 wesentlich abgesenkt wird. Die Siedetemperatur des Primärfluids 3 liegt bei einem solchen Druck bei ca. 10°C. An die Vakuumpumpe 5 ist ein Kondensator 7 angeschlossen, mit dem die bei der Herstellung des Vakuums im Vakuumbehälter 2 abgeführte thermische Energie über den Kondensator 7 an die Umgebung abgegeben wird. Diese Primärkreislauf ist wieder in den Vakuumbehälter 2 zurückgeführt, in dem der Kondensator 7 über eine Vakuumschleuse 8 an einen Kondensatoranschluss 9 des Vakuumbehälters 2 angeschlossen ist. The vacuum container 2 has an evacuation connection 4 to which a vacuum pump 5 via a control valve 6 connected. With the help of vacuum pump 5 becomes a negative pressure in the vacuum container relative to the atmospheric pressure 2 generated. The negative pressure is about 9 mbar, so that the boiling temperature of the primary fluid 3 is lowered significantly. The boiling temperature of the primary fluid 3 is at about 10 ° C at such pressure. To the vacuum pump 5 is a capacitor 7 connected, with which in the production of the vacuum in the vacuum container 2 dissipated thermal energy through the capacitor 7 is delivered to the environment. This primary circuit is back in the vacuum tank 2 returned, in which the capacitor 7 via a vacuum lock 8th to a capacitor connection 9 of the vacuum container 2 connected.

Durch das im Vakuumbehälter 2 mit Hilfe der Vakuumpumpe 5 erzeugte Vakuum wird nicht nur die Siedetemperatur des Primärfluids 3 herabgesetzt. Vielmehr wird das Primärfluid 3 aufgrund des Vakuums im Vakuumbehälter 2 verdampft und nimmt dabei Wärme von außen bzw. von der Umgebung des Vakuumbehälters 2 auf. Das dampfförmige Primärfluid 3 wird über die Vakuumpumpe 5 abgeführt und durch den Kondensator 7 geleitet und in flüssiger Form wieder über den Kondensatoreinlass 9 in den Vakuumbehälter 2 zurückgeführt. By the in the vacuum container 2 with the help of the vacuum pump 5 Vacuum generated is not only the boiling temperature of the primary fluid 3 reduced. Rather, the primary fluid 3 due to the vacuum in the vacuum container 2 evaporates and thereby absorbs heat from outside or from the environment of the vacuum vessel 2 on. The vaporous primary fluid 3 is via the vacuum pump 5 dissipated and through the capacitor 7 passed and in liquid form again via the condenser inlet 9 in the vacuum tank 2 recycled.

Für die Übertragung thermischer Energie von einem zu kühlen Raum ist ein Sekundärfluidkreislauf 10 vorgesehen, der Wärmetauscherflächen 11 im Innenraum des Vakuumbehälters 2 aufweist. Die Wärmetauscherflächen 11 sind bspw. als gewändelte Fluidleitungen ausgeführt, um auf diese Weise die Austauschfläche mit dem Primärfluid 3 zu vergrößern. For the transfer of thermal energy from a room to be cooled is a secondary fluid circuit 10 provided, the heat exchanger surfaces 11 in the interior of the vacuum container 2 having. The heat exchanger surfaces 11 are, for example, designed as a veined fluid lines, in order in this way the exchange surface with the primary fluid 3 to enlarge.

Die Wärmetauscherflächen 11 sind über Stellventile 12, 13 an einen aus dem Vakuumbehälter 2 herausgeführten Leitungskreis angeschlossen. Dabei ist der Primärausgang 14 mit einem nachgeschalteten Stellorgan 12 an eine Förderpumpe 15 angeschlossen, durch die das Sekundärfluid zu einem Kühlabschnitt 16 geleitet wird. Der Kühlabschnitt 16 ist als eine Art Verdampfer oder Wärmetauscher ausgeführt, um thermischer Energie von der Umgebung an das Sekundärfluid abzugeben. Der Ausgang des Kühlabschnitts 16 wird dann über das Stellorgan 13 an den Primärfluideinlass 17 des Vakuumbehälters 2 bzw. an das einlassseitige Ende der Wärmetauscherflächen 11 zurückgeführt. The heat exchanger surfaces 11 are via control valves 12 . 13 to one from the vacuum tank 2 connected lead circuit connected. Here is the primary output 14 with a downstream actuator 12 to a feed pump 15 connected, through which the secondary fluid to a cooling section 16 is directed. The cooling section 16 is designed as a kind of evaporator or heat exchanger to deliver thermal energy from the environment to the secondary fluid. The exit of the cooling section 16 is then over the actuator 13 to the primary fluid inlet 17 of the vacuum container 2 or to the inlet end of the heat exchanger surfaces 11 recycled.

Damit wird Wärmeenergie über den Kühlabschnitt 16 an das Sekundärfluid übertragen, im Vakuumbehälter 2 über die Wärmetauscherflächen 11 an das mit Hilfe der Vakuum-Enthalpie-Methode heruntergekühlte Primärfluid 3 abgegeben und mit Hilfe des dampfförmigen Primärfluids 3 über die Vakuumpumpe 5 an den Kondensator 7 übertragen und dort an einer anderen Stelle an die Umgebung wieder abgegeben. This will heat energy over the cooling section 16 transferred to the secondary fluid, in the vacuum vessel 2 over the heat exchanger surfaces 11 to the cooled with the aid of the vacuum enthalpy method primary fluid 3 discharged and with the aid of the vaporous primary fluid 3 via the vacuum pump 5 to the capacitor 7 transferred and released there at another point to the environment again.

Diese Klimaanlage kann äußerst energieeffizient betrieben werden. Sie ist für mobile Anwendungen besonders geeignet, aber auf kleinere Räume, wie Fahrzeugkabinen in Lastkraftwagen oder Pkw, auf Kabinen in Luftfahrzeugen oder kleineren Booten sowie auf Container beschränkt. This air conditioner can be operated extremely energy efficient. It is particularly suitable for mobile applications, but limited to smaller spaces, such as vehicle cabins in trucks or passenger cars, on cabins in aircraft or smaller boats, and on containers.

Dennoch lässt sich für diese Anwendungen die Klimaanlage sehr gut nutzen und bietet dort erhebliche Vorteile im Vergleich zu Kältekompressionsanlagen. Nevertheless, the air conditioning can be used very well for these applications and offers considerable advantages compared to refrigeration systems.

2 lässt eine vereinfachte Ausführungsform der Klimaanlage 1 aus 1 erkennen. Dort ist kein Sekundärfluidkreislauf 10 vorhanden. Die Aufnahme der thermischen Energie von aus dem zu kühlenden Raum erfolgt hier über die Außenwände des Vakuumbehälters 2. Dieser sollte bei diesem Ausführungsbeispiel daher nicht außen isoliert sein. Für die Ausführungsform aus 1 bietet sich hingegen an, dass die Außenseite des Vakuumbehälters 2 eine thermische Isolierung hat. 2 leaves a simplified embodiment of the air conditioning 1 out 1 detect. There is no secondary fluid circuit 10 available. The recording of the thermal energy from the space to be cooled takes place here via the outer walls of the vacuum container 2 , This should therefore not be isolated on the outside in this embodiment. For the embodiment of 1 on the other hand suggests that the outside of the vacuum tank 2 has a thermal insulation.

3 lässt eine noch weiter vereinfachte Ausführungsform der Klimaanlage 1 aus 2 erkennen. Dabei wird Kondensat bei der Herstellung des Unterdrucks durch die Vakuumpumpe 5 in die Atmosphäre ausgeblasen. Auf den Kondensator und eine Kondensatrückführung wird verzichtet. Stattdessen wird der Wasservorrat (Fluidvorrat) über eine Fluidzufuhr 18 nachgefüllt. Die Fluidzufuhr 18 kann an ein Fluidreservoir 19 angeschlossen sein, z.B. an einen Wasserbehälter. Bei dieser Ausführungsform ohne Kondensator und Kondensatrückführung kann optional ein Sekundärfluidkreislauf 10 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel vorhanden sein. Dieser ist daher gestrichelt dargestellt. 3 leaves an even more simplified embodiment of the air conditioning 1 out 2 detect. This condensate is in the production of the negative pressure by the vacuum pump 5 blown out into the atmosphere. On the condenser and a condensate return is omitted. Instead, the water supply (fluid supply) via a fluid supply 18 refilled. The fluid supply 18 can be connected to a fluid reservoir 19 be connected, eg to a water tank. In this embodiment without condenser and condensate return optionally a secondary fluid circuit 10 be present according to the first embodiment. This is therefore shown in dashed lines.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2452508 A1 [0004] DE 2452508 A1 [0004]
  • DE 102008035068 B4 [0005] DE 102008035068 B4 [0005]
  • DE 69005733 T2 [0006] DE 69005733 T2 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN EN 378-1 [0019] DIN EN 378-1 [0019]
  • DIN 8960 [0019] DIN 8960 [0019]

Claims (9)

Klimaanlage (1) mit einem Wärmetauscher und einem Kondensator (7), dadurch gekennzeichnet, – dass der Wärmetauscher ein mit einem Primärfluid (3) befüllbarer Vakuumbehälter (2) ist und eine Vakuumpumpe (5) mit dem Vakuumbehälter (2) in kommunizierender Verbindung steht, um einen relativ zu dem Atmosphärendruck reduzierten Unterdruck in dem Vakuumbehälter (2) zu erzeugen, – dass die Vakuumpumpe (5) mit dem Kondensator (7) in kommunizierender Verbindung steht, um das aus dem Vakuumbehälter (2) abgezogene Primärfluid (3) dem Kondensator (7) zuzuführen, – dass der Ausgang des Kondensators (7) mit dem Vakuumbehälter (2) zur Rückführung des im Kondensator (7) abgekühlten Primärfluids (3) in kommunizierender Verbindung steht. Air conditioning ( 1 ) with a heat exchanger and a condenser ( 7 ), characterized in that - the heat exchanger is equipped with a primary fluid ( 3 ) fillable vacuum container ( 2 ) and a vacuum pump ( 5 ) with the vacuum container ( 2 ) is in communicable communication to reduce a relative to the atmospheric pressure reduced pressure in the vacuum container ( 2 ), - that the vacuum pump ( 5 ) with the capacitor ( 7 ) is in communicating connection to the vacuum from the container ( 2 ) withdrawn primary fluid ( 3 ) the capacitor ( 7 ), - that the output of the capacitor ( 7 ) with the vacuum container ( 2 ) for recycling the in the capacitor ( 7 ) cooled primary fluid ( 3 ) is in a communicative connection. Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Kondensators (7) mit einer Vakuumschleuse (8) an dem Vakuumbehälter (2) angeschlossen ist.Air conditioning ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the output of the capacitor ( 7 ) with a vacuum lock ( 8th ) on the vacuum container ( 2 ) connected. Klimaanlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumschleuse (8) ein Rückschlagventil hat. Air conditioning ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the vacuum lock ( 8th ) has a check valve. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum des Vakuumbehälters (2) ein Sekundärfluidkreislauf (10) für ein Sekundärfluid angeordnet ist, wobei der Sekundärfluidkreislauf (10) von dem Primärfluid (3) getrennt ist und Wärmetauscherflächen (11) zum Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Sekundärfluid und dem Primärfluid (3) im Innenraum des Vakuumbehälters (2) vorhanden sind, und wobei der Sekundärfluidkreislauf (10) mindestens einen außerhalb des Vakuumbehälters (2) angeordneten Kühlabschnitt (16), eine von dem Vakuumbehälter (2) zu dem mindestens einen Kühlabschnitt (16) führende Hinleitung und eine von dem mindestens einen Kühlabschnitt (16) zu dem Vakuumbehälter (2) zurückführende Rückleitung hat. Air conditioning ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the interior of the vacuum container ( 2 ) a secondary fluid circuit ( 10 ) is arranged for a secondary fluid, wherein the secondary fluid circuit ( 10 ) of the primary fluid ( 3 ) and heat exchanger surfaces ( 11 ) for exchanging heat energy between the secondary fluid and the primary fluid ( 3 ) in the interior of the vacuum container ( 2 ), and wherein the secondary fluid circuit ( 10 ) at least one outside the vacuum container ( 2 ) arranged cooling section ( 16 ), one of the vacuum container ( 2 ) to the at least one cooling section ( 16 ) leading one of the at least one cooling section ( 16 ) to the vacuum container ( 2 ) has returning return. Klimaanlage (1) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Förderpumpe (15) in dem Sekundärfluidkreislauf (10) zur Förderung des Sekundärfluids von dem Vakuumbehälter (2) zu dem mindestens einen Kühlabschnitt (16) und zurück. Air conditioning ( 1 ) according to claim 4, characterized by a feed pump ( 15 ) in the secondary fluid circuit ( 10 ) for conveying the secondary fluid from the vacuum container ( 2 ) to the at least one cooling section ( 16 ) and back. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärfluid (3) und/oder das Sekundärfluid Wasser ist. Air conditioning ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary fluid ( 3 ) and / or the secondary fluid is water. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Vakuumbehälter (2) angeschlossenen Leitungen als Gummischläuche oder Kunststoffschläuche ausgebildet sind. Air conditioning ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the to the vacuum container ( 2 ) connected lines are designed as rubber hoses or plastic hoses. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (1) einen Unterdruck von weniger als 1 bar, vorzugsweise von 10 mbar +/–50 % hat.Air conditioning ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning ( 1 ) has a negative pressure of less than 1 bar, preferably of 10 mbar +/- 50%. Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (1) zum Einbau in Fahrerkabinen von Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen, in Innenräumen von Booten oder Luftfahrzeugen, in Campingwagen oder in Containern eingerichtet ist. Air conditioning ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning ( 1 ) is designed for installation in cabs of lorries or passenger cars, in the interior of boats or aircraft, in caravans or in containers.
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