DE102016119231A1

DE102016119231A1 - Klimaanlage mit verbesserter Temperaturregelung und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102016119231A1
Application number: DE102016119231.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Sonnekalb; Andreas Battenberg
Original assignee: Konvekta AG
Current assignee: Konvekta AG
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2018-04-12
Anticipated expiration: 2036-10-11
Also published as: DE102016119231B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage (1) zum Kühlen und Heizen für ein Fahrzeug umfassend wenigstens eine Luftfördereinrichtung (21), wenigstens einen Verdichter, wenigstens ein Entspannungsorgan und für die Luftbehandlung wenigstens einen ersten (7) und einen zweiten Wärmetauscher (13), wobei mindestens einer vom ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) in mindestens einen Kältemittelkreislauf eingebunden ist und zumindest einer vom ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) umschaltbar zwischen als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler betreibbar ist, wobei in der Klimaanlage (1) die Luftleitung (23) für zu behandelnde Luft zumindest eine steuerbare Absperreinrichtung (25) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass im Falle der Luftförderung von zu behandelnder Luft auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass (29) der Klimaanlage (1) je nach Schaltung der Absperreinrichtung (25) entweder der erste (7) und zweite Wärmetauscher (13) jeweils zumindest teilweise umströmt werden oder nur einer dieser beiden Wärmetauscher (7, 13) umströmt wird. Damit lässt sich auf einfache Weise die Temperatur der zu behandelnden Luft luftseitig und durch Schaltung des mindestens einen umschaltbaren Wärmetauschers (7, 13) regeln. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Luftbehandlung in einer derartigen Klimaanlage (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage zum Kühlen und Heizen für ein Fahrzeug umfassend wenigstens eine Luftfördereinrichtung, wenigstens einen Verdichter, wenigstens ein Entspannungsorgan und für die Luftbehandlung wenigstens einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Luftbehandlung in einer derartigen Klimaanlage für ein Fahrzeug. Insbesondere in Landfahrzeugen, wie Flurförderfahrzeuge, Landmaschinen und Baumaschine werden derartige Klimaanlagen zum Kühlen und Heizen eingesetzt. Dabei bedeutet zum Kühlen und Heizen, dass die Klimaanlage sowohl zum Kühlen von für den Fahrzeuginnenraum zu behandelnder Luft als auch als Heizung von für den Fahrzeuginnenraum zu behandelnder Luft einsetzbar ist.
Bekannt sind Klimaanlagen für Fahrzeuge mit für die Luftbehandlung eingesetztem Wärmetauscher, der umschaltbar zwischen als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler betreibbar ist. Dabei wird je nach dem, ob die zu behandelnde Luft gekühlt oder erwärmt werden soll, der Wärmetauscher zum Kühlen als Verdampfer oder zum Heizen als Kondensator/Gaskühler mit Ventilen im Kältemittelkreislauf geschaltet. Die Temperaturregelung der Luftbehandlung erfolgt dabei also über die jeweilige Schaltung des für die Luftbehandlung eingesetzten umschaltbaren Wärmetauschers im Kältemittelkreislauf sowie gegebenenfalls zusammen mit der Steuerung des Verdichters. Ein Beispiel einer solchen Klimaanlage ist in DE102014203895 offenbart. Nachteilig wird bei derartigen Klimaanlagen zur Temperaturreglung der Verdichter häufig getaktet, was dessen Reparaturanfälligkeit erhöht. Die Regelung einer vorgegebenen Temperatur ist dabei aufwendig und langsam.
In DE112014005360T5 ist ein Wärmepumpensystem einer Klimaanlage mit für die Luftbehandlung ersten und zweiten Wärmetauscher offenbart, bei dem die Temperaturregelung zusätzlich luftseitig mittels einer als Luftmischklappe bezeichneten steuerbaren Absperreinrichtung erfolgt. Dabei sind im Gehäuse einer Innenklimatisierungseinheit die beiden Wärmetauscher nach der Luftfördereinrichtung in Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet, wobei der erste Wärmetauscher als Verdampfer zum Kühlen der zu behandelnden Luft mit Ventilschaltung im Kältemittelkreislauf ein und abschaltbar ist und der zweite Wärmetauscher als Heizungskern betreibbar ist. Die dortige Luftmischklappe befindet sich zwischen den beiden Wärmetauschern und ist in der Weise steuerbar, dass die den ersten Wärmetauscher umströmende Luft auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass der Klimaanlage entweder den zweiten Wärmetauscher dann auch noch zumindest zu einem Teil umströmt oder nicht mehr umströmt, sondern durch einen Kühlluftumleitungsdurchgang geführt wird. So lässt sich der für die Heizung der Luft vorgesehene zweite Wärmetauscher luftseitig steuerbar zu und abschalten oder nur teilweise für einen in der Größe regelbaren Teil des Luftstroms zuschalten. Eine entsprechende Temperaturreglung ist auch in EP2896526A1 offenbart. Eine derartige Klimaanlage mit zusätzlich luftseitiger Temperaturregelung ist im Vergleich zu einer alleinigen Temperaturregelung im Kältemittelkreislauf schneller und mit wenig Ventilsteuerung sowie weniger verschleißender Taktung des Verdichters verbunden. Jedoch muss nachteilig die Luftfördereinrichtung die zu behandelnde Luft im Falle des Heizens bei den in DE112014005360T5 und EP2896526A1 offenbarten Klimaanlagen immer gegen den Luftwiderstand beider Wärmetauscher fördern, was die Belastung und den Energiebedarf dafür erhöht. Außerdem existiert jeweils ein Wärmetauscher nur für das Heizen und einer nur für das Kühlen der zu behandelnden Luft, also bleibt jeweils einer der beiden für die Heiz- oder Kühlwirkung ungenutzt, was bei hohem Heiz- oder Kühlbedarf nachteilig zu Leistungsgrenzen führt, was dann bei einer derartigen Klimaanlage nur mit leistungsfähigeren, also größeren und damit schwereren Wärmetauschern, die mehr Raum benötigen, ausgeglichen werden könnte. Beim Ausfall nur eines der beiden Wärmetauscher ist bei einer derartigen Klimaanlage nachteilig, je nachdem welcher ausfällt, entweder ein Kühlen oder ein Heizen der zu behandelnden Luft nicht mehr möglich.
Der Erfindung liegt daher die erste Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Klimaanlage zum Kühlen und Heizen für ein Fahrzeug umfassend wenigstens eine Luftfördereinrichtung, wenigstens einen Verdichter, wenigstens ein Entspannungsorgan und für die Luftbehandlung wenigstens einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher bereitzustellen.
Eine entsprechende zweite Aufgabe ist ein verbessertes Verfahren zur Luftbehandlung in einer derartigen Klimaanlage für ein Fahrzeug bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die erste Aufgabe wird durch eine Klimaanlage gemäß den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Durch eine Klimaanlage zum Kühlen und Heizen für ein Fahrzeug umfassend wenigstens eine Luftfördereinrichtung, wenigstens einen Verdichter, wenigstens ein Entspannungsorgan und für die Luftbehandlung wenigstens einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher, wobei mindestens einer vom ersten und zweiten Wärmetauscher in mindestens einen Kältemittelkreislauf eingebunden ist und zumindest einer vom ersten und zweiten Wärmetauscher umschaltbar zwischen als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler betreibbar ist, wobei in der Klimaanlage die Luftleitung für zu behandelnde Luft zumindest eine steuerbare Absperreinrichtung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass im Falle der Luftförderung von zu behandelnder Luft auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass der Klimaanlage je nach Schaltung der Absperreinrichtung entweder der erste und zweite Wärmetauscher jeweils zumindest teilweise umströmt werden oder nur einer dieser beiden Wärmetauscher umströmt wird, wird die erste Aufgabe gelöst. Mit umfasst sind dabei auch derartige umschaltbare Wärmetauscher, die auch gleichzeitig betreibbar sowohl einen Verdampferbereich als auch einen Kondensator-/Gaskühlerbereich aufweisen. Ein Gaskühler ist ein Kühler von gasförmigen Kältemittel wie beispielsweise CO2 in einem Kältemittelkreislauf. Ein Kondensator ist ebenfalls ein Kühler von Kältemittel in einem Kältemittelkreislauf, wobei jedoch das Kältemittel, wie beispielsweise Tetrafluorethan, dort kondensieren kann. Unter Kondensator/Gaskühler ist also entweder ein Kondensator oder ein Gaskühler zu verstehen. Durch diese luftseitige Temperatursteuerung der Klimaanlage mittels einer Absperreinrichtung lässt sich je nach Bedarf auf einfache Weise die Heiz- und/oder Kühlleistung erhöhen bzw. erniedrigen, indem die zu behandelnde Luft entweder beide Wärmetauscher oder nur einen Wärmetauscher umströmt. Umströmen ist insbesondere auch ein Durchströmen der Luft durch den Block eines Wärmetauschers, wobei dessen Kältemittelrohre umströmt werden. Eine derartige Klimaanlage mit zusätzlich luftseitiger Temperaturregelung ist im Vergleich zu einer alleinigen Temperaturregelung im Kältemittelkreislauf schneller und mit wenig Ventilsteuerung sowie weniger verschleißender Taktung des Verdichters verbunden. Aber dadurch, dass auch zumindest ein Wärmetauscher umschaltbar zwischen Kühlen und Heizen ist, muss die Luftfördereinrichtung die zu behandelnde Luft beim Heizen nicht zwingend gegen den Luftwiderstand beider Wärmetauscher fördern, sondern je nach Heizbedarf kann dabei einer der Wärmetauscher luftseitig durch die Absperreinrichtung abgesperrt sein, was die Belastung und den Energiebedarf für die Luftfördereinrichtung niedrig hält. Weiter hat bei der vorliegenden Erfindung ein umschaltbarer Wärmetauscher in einer auch luftseitigen Temperaturreglung den Vorteil, dass bei großem Heiz- oder Kühlbedarf der erste und zweite Wärmetauscher zum Kühlen oder Heizen einsetzbar sind und so die Kühl- oder Heizwirkung erhöht wird. Damit wird Raum und Gewicht für sonst größere leistungsstärkere Wärmetauscher eingespart. Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Klimaanlage ein Notbetrieb sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen nur mit einem umschaltbaren Wärmetauscher möglich, wenn der oder die andere(n) Wärmetauscher für die Luftbehandlung ausgefallen ist/sind.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung angegeben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klimaanlage ist der zweite Wärmetauscher umschaltbar zwischen als Verdampfer oder, wie insbesondere zum Heizen, als Kondensator/Gaskühler betreibbar. Somit kann der erste Wärmetauscher beispielsweise nur zum Heizen betreibbar sein und dennoch mit der Absperreinrichtung luftseitig flexibel der zum Heizen und Kühlen einsetzbare zweite Wärmetauscher zu und abgeschaltet werden.
Vorzugsweise sind der erste und zweite Wärmetauscher unabhängig voneinander als Verdampfer sowie umschaltbar, wie insbesondere zum Heizen, auch als Kondensator/Gaskühler betreibbar. Somit sind besonders flexibel die beiden Wärmetauscher für die Luftbehandlung samt der luftseitigen Regelung mit der Absperreinrichtung betreibbar. Nur einer oder beide Wärmetauscher können die Luft heizen oder kühlen oder der eine zum sich Enteisen heizen und der andere die zu behandelnde Luft kühlen.
Nach einer vorteilhaften Variante der Klimaanlage sind die mindestens erste und zweite Wärmetauscher derart, wie insbesondere parallel zueinander, angeordnet, dass im Falle der Luftförderung zu behandelnde Luft auf ihrem Weg durch die Klimaanlage immer nur einmal Wärmetauscher umströmt.
Also umströmt jedes Luftmolekül der zu behandelnden Luft auf dem Weg durch die Klimaanlage nur einmal einen Wärmetauscher, wodurch der Luftwiderstand niedrig bleibt. Die Absperreinrichtung wie beispielsweise eine schwenkbare Klappe sperrt in der Luftleitung entweder einen der beiden Wärmetauscher ab, so dass nur der jeweils andere Wärmetauscher von der zu behandelnden Luft umströmt wird, oder die Absperreinrichtung ist auf Durchlass für parallel beide Wärmetauscher geschaltet. Somit lässt sich auf einfache Weise mit einer Absperreinrichtung die Luftströmung für den einen oder den anderen Wärmetauscher absperren bzw. für beide Wärmetauscher freischalten, was mit einfachen Mitteln eine hohe Flexibilität der luftseitigen Temperaurregelung in der Klimaanlage ermöglicht.
Gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Variante der Klimaanlage sind die mindestens erste und zweite Wärmetauscher derart, wie insbesondere nacheinander, angeordnet, dass im Falle der Luftförderung bei Schaltung der Absperreinrichtung auf Freigabe zu behandelnde Luft auf ihrem Weg durch die Klimaanlage den ersten und zweiten Wärmetauscher nacheinander umströmt. Dadurch ist eine kompakte relativ schmale Anordnung der Wärmetauscher in der Klimaanlage gegeben, wobei bei jeder Schaltung der Absperreinrichtung es möglich ist, dass die Luftleitung im Vergleich zur Parallelanordnung als ein relativ schmaler Kanal durch die Klimaanlage ausgebildet ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Klimaanlage eine Regelung, die wahlweise entweder den ersten und zweiten Wärmetauscher als Kondensator/Gaskühler zum Heizen von zu behandelnder Luft schaltet und die Absperreinrichtung auf Freigabe des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher schaltet, oder den ersten Wärmetauscher als Kondensator/Gaskühler zum Heizen von zu behandelnder Luft schaltet und die Absperreinrichtung auf Absperrung des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher schaltet, oder den ersten und zweiten Wärmetauscher als Verdampfer zum Kühlen schaltet und die Absperreinrichtung auf Freigabe des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher schaltet, oder den ersten Wärmetauscher als Verdampfer zum Kühlen schaltet und die Absperreinrichtung auf Absperrung des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher schaltet, oder einen vom ersten und zweiten Wärmetauscher als Verdampfer und den jeweils anderen als Kondensator/Gaskühler schaltet und die Absperreinrichtung auf Freigabe des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher schaltet. Mit dieser Regelung lässt sich die Temperatur der zu behandelnden Luft je nach Heiz- oder Kühlbedarf einfach und dennoch sehr flexibel einstellen. Beispielsweise können bei viel Heizbedarf beide Wärmetauscher zum Heizen in der Luftleitung freigeschaltet werden und bei weniger Heizbedarf einfach der Weg der Luft zum zweiten Wärmetauscher mit der Absperreinrichtung abgesperrt werden.
Bevorzugt ist die steuerbare Absperreinrichtung der Klimaanlage derart ausgebildet, dass von zu behandelnder Luft auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass der Klimaanlage je nach Schaltung der Absperreinrichtung der erste und zweite Wärmetauscher jeweils zumindest teilweise umströmbar sind oder nur der erste Wärmetauscher umströmbar ist oder nur der zweite Wärmetauscher umströmbar ist. Eine solche Absperreinrichtung ist für die luftseitige Temperasturregelung sehr vielseitig, wie vorzugsweise eine Klappenanordnung umfassende Absperreinrichtung mit einer schwenkbaren Klappe, die den Luftweg zum ersten oder zum zweiten Wärmetauscher versperrt oder in Mittelstellung beide Luftwege freigibt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Absperreinrichtung derart ausgebildet, dass sie bei Absperrung des Weges für zu behandelnde Luft zum einen der Wärmetauscher auch die Luftführung von diesem einen Wärmetauscher zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass der Klimaanlage absperrt. So kann vom von der Luftleitung abgesperrten Wärmetauscher nicht noch weiter erwärmte oder gekühlte Luft in den zu klimatisierenden Fahrzeuginnenraum, wie beispielsweise den Fahrgastraum gelangen, was eine exaktere Temperaturregelung ermöglicht. Der von der Luftleitung abgesperrte Wärmetauscher braucht auch nicht extra abgeschaltet zu werden. Besonders gut geeignet ist dafür eine Absperreinrichtung, die eine Flügelkappe umfasst, deren einer Klappenflügel zum Absperren und Freigeben des Weges für zu behandelnde Luft zum einen der Wärmetauscher vorgesehen ist und deren anderer Klappenflügel zum Absperren und Freigeben der Luftführung von diesem einen Wärmetauscher zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass der Klimaanlage vorgesehen ist. Eine solche Flügelklappe ist ein einfaches kostengünstiges Mittel, ohne dass eine Kinematik notwendig ist und bei der sich sogar die Kräfte der Luft auf die Enden der Flügel im gewissen Maße ausgleichen.
Vorzugsweise ist die Absperreinrichtung der Klimaanlage derart ausgebildet, dass im Fall des Umströmens des einen vom ersten und zweiten Wärmetauscher von zu behandelnder Luft die Größe des Anteils von zu behandelnder Luft, der auf dem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass der Klimaanlage den anderen vom ersten und zweiten Wärmetauscher umströmt, steuerbar ist. Damit wird die Flexibilität der luftseitigen Temperaturregelung gesteigert. Mit einer Klappenanordnung, bei der die Klappe zum Absperren des Luftweges in ihrer Stellung stufenlos steuerbar ist, ist beispielsweise eine derartige Absperreinrichtung ausgebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klimaanlage sind der erste und der zweite Wärmetauscher in zwei voneinander getrennten Kältemittelkreisläufen mit einem gemeinsamen oder zwei getrennten Verdichtern eingebunden. So sind die Wärmetauscher besonders unabhängig voneinander zum Heizen und Kühlen der zu behandelnden Luft einsetzbar.
Besonders vorteilhaft ist eine Klimaanlage, die für mindestens einen Kältemittelkreislauf eine steuerbare Regelung der Kühlleistung und/oder Heizleistung des ersten und/oder zweiten Wärmetauschers umfasst. Dadurch kann besonders flexibel neben der luftseitigen Temperaturregelung zusätzlich noch eine derartige Temperaturregelung für die Behandlung der Luft eingesetzt werden. Insbesondere bei einer gemeinsamen Steuerung für sowohl die Absperreinrichtung als auch für die Regelung der Kühlleistung und/oder Heizleistung des ersten und/oder zweiten Wärmetauschers ist die Temperaturregelung der Klimaanlage weiter verbessert.
Schließlich können die Merkmale der Unteransprüche im Wesentlichen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende Reihenfolge festgelegt kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander sind.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, wie beispielsweise ein Flurförderfahrzeug oder eine Landmaschine oder eine Baumaschine oder ein elektrisch antreibbares Nutzlandfahrzeug, ausgerüstet mit vorstehend beschriebener Klimaanlage.
Die zweite Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Durch ein Verfahren zur Luftbehandlung in einer erfindungsgemäßen Klimaanlage, wonach zumindest ein Teil der zu behandelnden Luft in der Klimaanlage mittels des ersten oder zweiten in einen Kältemittelkreislauf eingebundenen Wärmetauschers bei dessen Umströmung gekühlt oder erwärmt wird und danach oder parallel dazu zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage wahlweise mittels der steuerbaren Absperreinrichtung einerseits zumindest teilweise durch den anderen der beiden ersten und zweiten Wärmetauscher bei dessen Umströmung gekühlt oder erwärmt wird oder andererseits nicht mittels des anderen Wärmetauschers gekühlt oder erwärmt wird, und zumindest einer der beiden ersten und zweiten Wärmetauscher in einen Kältemittelkreislauf eingebundenen sowie zwischen als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler umschaltbar ist und je nach Kühl- oder Heizbedarf für die zu behandelnde Luft als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler geschaltet ist, wird die zweite Aufgabe gelöst. Dieses ist ein einfaches und effektives Verfahren der luftseitigen Temperaturregelung kombiniert mit der Schaltung zumindest eines zwischen als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler umschaltbaren Wärmetauschers. Die oben angeführten Vorzüge der erfindungsgemäßen Klimaanlage gelten für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend.
Eine Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind wahlweise nebeneinanderstehende Verfahrensschritte, dass zu behandelnde Luft mittels des ersten und zweiten als Kondensator/Gaskühler geschalteten Wärmetauscher bei deren jeweiligen Umströmung erwärmt wird, oder dass zu behandelnde Luft mittels des ersten als Kondensator/Gaskühler geschalteten Wärmetauschers bei dessen Umströmung erwärmt wird und mittels der Absperreinrichtung zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage nicht zum zweiten Wärmetauscher geleitet wird, oder dass zu behandelnde Luft mittels des ersten und zweiten als Verdampfer geschalteten Wärmetauscher bei deren jeweiligen Umströmung gekühlt wird, oder dass zu behandelnde Luft mittels des ersten als Verdampfer geschalteten Wärmetauschers bei dessen Umströmung gekühlt wird und mittels der Absperreinrichtung zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage nicht zum zweiten Wärmetauscher geleitet wird, oder dass zu behandelnde Luft mittels des ersten als Verdampfer geschalteten Wärmetauschers bei dessen Umströmung gekühlt wird und danach oder parallel dazu zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage mittels des als Kondensator/Gaskühler geschalteten zweiten Wärmetauschers bei dessen Umströmung erwärmt wird, oder dass zu behandelnde Luft mittels des ersten als Kondensator/Gaskühler geschalteten Wärmetauschers bei dessen Umströmung erwärmt wird und danach oder parallel dazu zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage mittels des als Verdampfer geschalteten zweiten Wärmetauschers bei dessen Umströmung gekühlt wird. Mit diesem Verfahren lässt sich die Temperatur der zu behandelnden Luft je nach Heiz- oder Kühlbedarf einfach und dennoch sehr flexibel einstellen. Beispielsweise können bei viel Kühlbedarf beide Wärmetauscher zum Kühlen als Verdampfer in der Luftleitung freigeschaltet werden und bei weniger Kühlbedarf einfach der Weg der Luft zum zweiten Wärmetauscher mit der Absperreinrichtung abgesperrt werden.
Bei einer weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest mit mittels einer entsprechenden Einstellung der Absperreinrichtung erfolgenden Steuerung der Größe des Anteils der zu behandelnden Luft, der vor dem Austritt aus der Klimaanlage den anderen der beiden ersten und zweiten Wärmetauscher umströmt, die Kühl- und/oder Heizleistung der Klimaanlage geregelt. So lässt sich mit dem Verfahren die Temperatur der behandelten Luft feiner regeln.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest mit mittels einer entsprechenden Regelung in zumindest einem den ersten und/oder zweiten Wärmetauscher enthaltenen Kältemittelkreislauf die Kühl- und/oder Heizleistung der Klimaanlage geregelt. Damit wird besonders flexibel neben der luftseitigen Temperaturregelung zusätzlich noch eine kältemittelkreislaufseitige Temperaturregelung für die Behandlung der Luft eingesetzt. Besonders gut wird durch eine kombinierte Steuerung von der Größe des Anteils der zu behandelnden Luft, der vor dem Austritt aus der Klimaanlage den anderen der beiden ersten und zweiten Wärmetauscher umströmt, und von kältemittelkreislaufseitig einstellbaren Kühl- und/oder Heizleistung des ersten und/oder zweiten Wärmetauschers die Kühl- und/oder Heizleistung der Klimaanlage geregelt.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren automatisch je nach Bedarf von Kühl- oder Heizleistung der Klimaanlage die zu behandelnde Luft entweder mittels des ersten und zweiten Wärmetauschers bei deren Umströmung erwärmt oder gekühlt oder nur mittels des ersten Wärmetauschers ohne den zweiten Wärmetauscher erwärmt oder gekühlt. Eine derartige automatisch zum Beispiel mithilfe eines Temperatursensors erfolgende Regelung im Verfahren ermöglicht beispielsweise für den Beginn des Betriebes des Fahrzeugs eine erhöhte Leistung der Luftbehandlung durch die Klimaanlage und dann bei Erreichen der gewünschten Temperatur des Innenraums des Fahrzeugs automatisch eine luftseitig gesteuerte Herabschaltung der Leistung der Luftbehandlung.
Schließlich können auch hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens die Merkmale der Unteransprüche im Wesentlichen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende Reihenfolge festgelegt kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen
1 eine Kältemittelkreislaufschema einer Klimaanlage zum Kühlen und Heizen aus dem Stand der Technik,
2 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Luftleitung mit Absperreinrichtung und parallel zueinander angeordneten ersten und zweiten Wärmetauscher in einer erfindungsgemäßen Klimaanlage,
3 einen vertikaler Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klimaanlage, und
4 in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klimaanlage.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Alle Zeichnungen sind schematisch zu verstehen. Auf maßstabsgetreue Abbildungen wurde zum Zwecke erhöhter Klarheit der Darstellung verzichtet.
In 1 ist ein Kältemittelkreislaufschema einer Klimaanlage 1 aus dem Stand der Technik zum Kühlen und Heizen für ein Fahrzeug gezeigt. Das Schema entspricht im Wesentlichen dem in 2 von DE102014203895A1 gezeigten. Ein Verdichter 3 verdichtet das Kältemittel und erhitzt es damit. Als Kältemittel wird beispielsweise CO2 oder Tetrafluorethan verwendet. Zum Heizen der zu behandelnden Luft sind die Ventile im Kältemittelkreislauf so geschaltet, dass bei dem ersten Wärmetauscher 7, der einen Kondensator-/Gaskühlerbereich 9 und einen Verdampferbereich 11 aufweist, der Kondensator-/Gaskühlerbereich 9 mit dem vom Verdichter 3 erhitzten Kältemittel durchströmt wird. Bei der Ausführungsform mit CO2 als Kältemittel handelt es sich bei dem Kondensator-/Gaskühlerbereich 9 um einen Gaskühlerbereich und bei der Ausführungsform mit Tetrafluorethan als Kältemittel um einen Kondensatorbereich. Der erste Wärmetauscher 7 ist zur Behandlung der Luft für den Fahrzeuginnenraum vorgesehen und zwischen Gaskühler- bzw. Kondensator- und Verdampferbetrieb umschaltbar. Das als Entspannungsventil ausgebildete Entspannungsorgan 5 entspannt dann das in der Temperatur zwar gesunkene aber immer noch erhitzte Kältemittel, wodurch es abkühlt und in dem in diesem Fall als Verdampfer eingesetzten außenluftseitigen Wärmetauscher 19 Wärme aus der äußeren Umgebung des Fahrzeugs aufnimmt. Von den außenluftseitigen Wärmetauschern 19 strömt das Kältemittel wieder zum Verdichter 3. Im Kühlbetrieb sind die Ventile 6, 6a im Kältemittelkreislauf der Klimaanlage 1 derart geschaltet, dass der erste Wärmetauscher 7 als Verdampfer mit vorgeschaltetem Entspannungsorgan 5a betrieben wird und so die zu behandelnde Luft abkühlt. Der außenluftseitige Wärmetauscher 19 wird dabei hingegen als Kondensator/Gaskühler betrieben und gibt Wärme an die äußeren Umgebung des Fahrzeugs ab. Der umschaltbare erste Wärmetauscher 7 kann je nach Ventilschaltung auch im Mischbetrieb also im Kondensator-/Gaskühlerbereich 9 als Heizung und im Verdampferbereich 11 gleichzeitig als Verdampfer betrieben werden, so dass je nach Verhältnis die zu behandelnde Luft mehr oder weniger stark gekühlt oder geheizt wird. Jedoch erfolgt die Temperaturregelung bei der in 1 gezeigten Klimaanlage 1 aus dem Stand der Technik nur durch Regelung im Kältemittelkreislauf wie insbesondere durch entsprechende Ventilschaltung der Ventile 5, 5a, 6 und 6a sowie Taktung des Verdichters 3.
In 2 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Luftleitung 23 mit Absperreinrichtung 25 und parallel zueinander angeordneten ersten Wärmetauscher 7 und zweiten Wärmetauscher 13 in einer erfindungsgemäßen Klimaanlage 1 zum Kühlen und Heizen für ein Fahrzeug dargestellt. Der erste Wärmetauscher 7 und der zweite Wärmetauscher 13 sind jeweils in Kältemittelkreisläufe eingebunden und unabhängig voneinander umschaltbar als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler betreibbar. Denkbar ist auch eine Ausführung, bei der nur einer der beiden Wärmetauscher 7, 13 so umschaltbar in einen Kältemittelkreislauf eingebunden ist und der andere beispielsweise ein elektrisch betreibbarer Heizwärmetauscher ist. Der für beide Kältemittelkreisläufe eingesetzte Verdichter sowie die jeweiligen Expansionsorgane als auch die außenluftseitigen Wärmetauscher in den Kältemittelkreisläufen sind zur übersichtlicheren Darstellung nicht in 2 enthalten.
Zu behandelnde Luft wird von der in diesem Fall als Doppelradiallüfter ausgebildeten Luftfördereinrichtung 21 in die Luftleitung 23 geblasen. Es sind auch andere übliche geeignete Luftfördereinrichtungen denkbar. In der Luftleitung 23 sind der erste Wärmetauscher 7 und der zweite Wärmetauscher 13 parallel zueinander angeordnet. In Luftströmungsrichtung davor befindet sich eine als Klappenanordnung ausgebildete Absperreinrichtung 25. Die Absperreinrichtung 25 ist derart steuerbar, dass die Klappe 27 stufenlos nach rechts und links geschwenkt werden kann und so die Größe des Anteils der zu behandelnden Luft, der den ersten Wärmetauscher 7 und/oder den zweiten Wärmetauscher 13 auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass 29 der Klimaanlage 1 umströmt regelt. In dargestellter Mittelstellung der Klappe 27 sind beide Wärmetauscher 7, 13 für die zu behandelnde Luft freigeschaltet. So können beide Wärmetauscher 7, 13 die zu behandelnde Luft heizen oder auf Verdampfer umgeschaltet kühlen, was eine hohe Heiz- oder Kühlleistung ermöglicht. Dennoch umströmt im Falle der Luftförderung zu behandelnde Luft auf ihrem Weg durch die Klimaanlage 1 nur einmal Wärmetauscher 7, 13. Je mehr die Klappe 27 beispielsweise nach rechts schwenkt, desto geringer ist die Größe des Anteils der zu behandelnden Luft, die den ersten Wärmetauscher 7 umströmt. So kann beispielsweise luftseitig stufenlos der Beitrag des Heizens oder Kühlens der zu behandelnden Luft durch den ersten Wärmetauscher 7 gesenkt werden. In maximaler Schenkstellung der Klappe 27 nach rechts versperrt diese in der Luftleitung 23 komplett den Luftweg der zu behandelnden Luft zum Wärmetauscher 7, so dass dieser luftseitig für die Temperaturregelung der zu behandelnden Luft ausgeschaltet ist und nur der zweite Wärmetauscher 13 die zu behandelnde Luft kühlt oder heizt. Entsprechend wie beim ersten Wärmetauscher 7 für den Rechtsschwenk der Klappe 27 gilt dieses für den zweiten Wärmetauscher 13 beim Linksschwenk der Klappe 27. Außerdem lässt sich mit der Absperreinrichtung 25 die Umstellung von Heizen auf Kühlen und umgekehrt bei der zu behandelnden Luft stufenlos realisieren. So kann der erste Wärmetauscher 7 als Verdampfer auf Kühlen geschaltet sein und der zweite Wärmetauscher 13 als Gaskühler/Kondensator auf Heizen eingestellt sein. Wenn die Klappe 27 den ersten Wärmetauscher 7 luftseitig absperrt, wird die zu behandelnde Luft im Falle der Luftförderung nur vom zweiten Wärmetauscher 13 geheizt. Bei entsprechender Ansteuerung der Absperreinrichtung 25 wird die Klappe in gewünschter Winkelgeschwindigkeit umgeschwenkt, bis sie den zweiten Wärmetauscher 13 luftseitig absperrt und den als Verdampfer auf Kühlen geschalteten ersten Wärmetauscher 7 freigibt, so dass die zu behandelnde Luft stufenlos nicht mehr erwärmt sondern nunmehr gekühlt wird. Dieses geht entsprechend auch umgekehrt für die Umstellung von Kühlen auf Heizen. Denkbar sind auch andere bekannte geeignete Arten von Absperreinrichtungen 25 wie beispielsweise eine Schwenkanordnung für zumindest einen der beiden Wärmetauscher 7, 13, mit der dieser aus dem Luftweg der zu behandelnden Luft herausschwenkbar ist. Ferner sind auch mehr als zwei Wärmetauscher für die Luftbehandlung denkbar, die je nach Schaltung der Absperreinrichtung 25 bezüglich der zu behandelnden Luft auf ihrem Weg durch die Klimaanlage 1 jeweils nach Bedarf luftseitig abgesperrt oder freigeschaltet werden. Eine in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte Steuerungseinheit regelt je nach zu erreichender Temperatur die Steuerung der Absperreinrichtung 25 sowie die Schaltung des ersten und zweiten Wärmetauschers 7, 13 jeweils unabhängig, ob als Verdampfer zum Kühlen oder als Kondensator/Gaskühler zum Heizen der zu behandelnden Luft geschaltet. Die Klimaanlage 1 ist beispielsweise in einem Flurförderfahrzeug oder eine Landmaschine oder eine Baumaschine oder einem Nutzkraftfahrzeug, wie zum Beispiel einem Gabelstapler, eingebaut.
In 3 ist ein vertikaler Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klimaanlage 1 zum Kühlen und Heizen für ein Fahrzeug dargestellt. In der hier als Radiallüfter ausgebildeten Luftfördereinrichtung 21 wird die zu behandelnde Luft im Falle der Luftförderung in die Luftleitung 23 geblasen. Dabei wird die Luft in der mit Luftleitblechen begrenzen Luftleitung 23 zum ersten Wärmetauscher 7 geführt und umströmt diesen. Der erste Wärmetauscher 7 ist in einen in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Kältemittelkreislauf mit Verdichter und Expansionsorgan eingebunden. Der erste Wärmetauscher 7 ist umschaltbar zwischen als Verdampfer zum Kühlen oder als Gaskühler/Kondensator zum Heizen der zu behandelnden Luft betreibbar. Nach dem ersten Wärmetauscher 7 strömt die zu behandelnde Luft zur in der Luftleitung 23 befindlichen steuerbaren Absperreinrichtung 25. Die Absperreinrichtung 25 umfasst eine Flügelklappe, deren einer Klappenflügel 31 zum Absperren und Freigeben des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher 13 vorgesehen ist und der andere Klappenflügel 33 zum Absperren und Freigeben der Luftführung vom zweiten Wärmetauscher 13 zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehen Luftauslass 29 der Klimaanlage 1 vorgesehen ist. In der Absperrstellung der steuerbaren Absperreinrichtung 25 ist also der zweite Wärmetauscher 13 vom Luftweg der zu behandelnden Luft abgeschnitten und wird nicht umströmt. Ferner kann von ihm keine Luft zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass 29 der Klimaanlage 1 gelangen, denn der eine Flügel 33 der Absperreinrichtung 25 sperrt diesen Luftweg ab. So gelangt die vom ersten Wärmetauscher 7 behandelte Luft ohne den zweiten Wärmetauscher 13 zu umströmen zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass 29. Sofern die Absperreinrichtung 25 mit den beiden Flügeln 31, 33 der zentral gelagerten Flügelklappe aufklappt, werden sowohl der Luftweg für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher 13 als auch der Luftweg vom zweiten Wärmetauscher 13 zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass 29 freigegeben. Die zu behandelnde Luft umströmt also im Falle der Luftförderung nun den ersten 7 und zweiten Wärmetauscher 13 nacheinander auf dem Weg durch die Klimaanlage 1 bevor sie durch den für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass 29 austritt. Der zweite Wärmetauscher 13 ist auch in einen in 3 nicht dargestellten Kältemittelkreislauf eingebunden und unabhängig vom ersten Wärmetauscher 7 zwischen dem Betrieb als Verdampfer zum Kühlen und als Gaskühler/Kondensator zum Heizen umschaltbar. So kann je nach Schaltung des ersten 7 und zweiten Wärmetauschers 13 und der Absperreinrichtung 25 die zu behandelnde Luft von beiden Wärmetauschern 7, 13 geheizt oder gekühlt werden oder nur vom ersten Wärmetauscher 7 geheizt oder gekühlt werden oder durch den einen der beiden Wärmetauscher 7, 13 gekühlt und durch den anderen der beiden Wärmetauscher 7, 13 geheizt werden. Statt einer Flügelklappe sind als Absperreinrichtung 25 beispielsweise auch zwei einzelne Klappen mit Kinematik denkbar. Die Heiz- und Kühlleistung der beiden Wärmetauscher 7, 13 ist als zusätzlich denkbare Option zur luftseitigen Regelung auch durch die steuerbaren Regelung im jeweiligen Kältemittelkreislauf steuerbar. So kann beispielsweise eine Regelung über Ventile und die Leistung des Verdichters erfolgen. Ein Beispiel von über den Kältemittelkreislauf steuerbarer Heiz- und Kühlleistung einer Klimaanlage 1 ist im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel aus dem Stand der Technik dargestellt. Sowohl die luftseitige Regelung mit insbesondere der Absperreinrichtung 25 und die Regelung der Kühl- und Heizleistung in den Kältemittelkreisläufen der beiden Wärmetauscher 7, 13 sind bei dieser Variante optional über eine gemeinsame Steuerung gesteuert und aufeinander abgestimmt. Denkbar sind auch Ausführungen von erfindungsgemäßen Klimaanlagen 1, bei denen mehr als zwei nacheinander in Luftströmungsrichtung angeordnete Wärmetauscher für die Luftbehandlung vorgesehen sind die je nach Schaltung von ein oder mehreren Absperreinrichtungen 25 bezüglich der zu behandelnden Luft auf ihrem Weg durch die Klimaanlage 1 jeweils nach Bedarf abgesperrt oder freigeschaltet werden. Die Klimaanlage 1 ist beispielsweise in einem Flurförderfahrzeug oder eine Baumaschine oder in ein Nutzkraftfahrzeug wie zum Beispiel eine landwirtschaftlich nutzbare Zugmaschine einbaubar.
In 4 ist in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klimaanlage 1 zum Heizen und Kühlen für ein Fahrzeug gezeigt. Die zu behandelnde Luft strömt durch die beiden Luftzuführungen 41 rechts und links in die als Doppelradiallüfter ausgebildete Luftfördereinrichtung 21, die die Luft weiter in die Luftleitung 23 zu dem ersten und zweiten Wärmetaucher 7, 13 bläst. Die Pfeile zeigen die Richtung der Luftströmung. Sowohl der erste Wärmetauscher 7 als auch der zweite Wärmetauscher 13 sind in jeweils einen Kältemittelkreislauf mit jeweils einem Verdichter 3, einem Expansionsorgan 5 und einem außenluftseitigen Wärmetauscher 19 eingebunden. Denkbar ist auch eine Ausführungsform mit einem gemeinsamen Verdichter 3 für beide Kältemittelkreisläufe. Dabei lässt sich jeder der beiden Kältemittelkreisläufe mit Ventilen so schalten, dass der erste Wärmetauscher 7 und der zweite Wärmetauscher 13 umschaltbar zwischen als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler betrieben werden können. In Strömungsrichtung der zu behandelnden Luft befindet sich hinter dem ersten und zweiten Wärmetausche 7, 13 in der Luftleitung 23 eine steuerbare Absperreinrichtung 25 die eine Klappenanordnung mit einer nach rechts und links stufenlos schwenkbaren Klappe 27 aufweist. In dargestellter Stellung der Klappe 27 umströmt im Falle der Luftförderung die zu behandelnde Luft auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass 29 den ersten 7 und zweiten Wärmetauscher 13. Durch den jeweilige Block des ersten 7 und zweiten Wärmetauschers 13 strömt dabei die zu behandelnde Luft hindurch, wobei sie deren jeweilige zum Heizen und Kühlen ausgebildeten Kältemittelrohre 43, 45 umströmt. Ist die Klappe 27 ganz nach links geschwenkt, sperrt sie den Luftweg vom zweiten Wärmetauscher 13 zum Luftauslass 29 ab, so dass im Falle der Luftförderung die zu behandelnde Luft nicht den zweiten Wärmetaucher 13 sondern nur den ersten Wärmetauscher 7 auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass 29 umströmt. Entsprechend umgekehrt verhält es sich, wenn die Klappe 27 ganz nach recht geschwenkt ist und damit den Luftweg vom ersten Wärmetauscher 7 zum Luftauslass 29 absperrt. Die Klimaanlage 1 verfügt über eine aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in 4 dargestellte gemeinsame Steuerungseinheit zur gemeinsamen kombinierte Steuerung, durch die sowohl mittels der Absperreinrichtung 25 die Größe des Anteils der zu behandelnden Luft, der vor dem Austritt aus der Klimaanlage 1 neben dem einen den anderen der beiden ersten 7 und zweiten Wärmetauscher 13 umströmt, als auch die kältemittelkreislaufseitig einstellbare Kühl- und Heizleistung des ersten und zweiten Wärmetauschers 7, 13 sowie, ob der erste und zweite Wärmetauscher 7, 13 jeweils unabhängig voneinander als Verdampfer zum Kühlen oder als Kondensator/Gaskühler zum Heizen der zu behandelnden Luft geschaltet ist, geregelt werden. Damit wird luftseitig und kältekreislaufseitig die Kühl- und Heizleistung der Klimaanlage 1 gesteuert. Hinsichtlich der Temperaturregelung gelten entsprechend die obigen zu 2 beschriebenen Varianten der Luftbehandlung. In diesem Fall enthält die Klimaanlage 1 die zusätzliche Option der automatische Steuerung, dass je nach Bedarf von Kühl- oder Heizleistung die zu behandelnde Luft entweder mittels des ersten und zweiten Wärmetauschers bei deren Umströmung erwärmt oder gekühlt wird oder nur mittels des ersten Wärmetauschers ohne den zweiten Wärmetauscher erwärmt oder gekühlt wird. Beispielsweise kann die automatische Steuerung je nach Sensorsignal eines im Bereich des Luftauslasses 29 in der Luftleitung 23 befindlichen Temperatursensors erfolgen. Die Klimaanlage 1 ist zum Beispiel in einem Flurförderfahrzeug oder eine Landmaschine oder eine Baumaschine eingebaut.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014203895 [0002]
DE 112014005360 T5 [0003, 0003]
EP 2896526 A1 [0003, 0003]
DE 102014203895 A1 [0034]

Claims

Klimaanlage (1) zum Kühlen und Heizen für ein Fahrzeug umfassend wenigstens eine Luftfördereinrichtung (21), wenigstens einen Verdichter (3), wenigstens ein Entspannungsorgan (5) sowie für die Luftbehandlung wenigstens einen ersten (7) und einen zweiten Wärmetauscher (13) und – dass mindestens einer vom ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) in mindestens einen Kältemittelkreislauf eingebunden ist, – dass zumindest einer vom ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) umschaltbar zwischen als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler betreibbar ist, – dass in der Klimaanlage (1) die Luftleitung (23) für zu behandelnde Luft zumindest eine steuerbare Absperreinrichtung (25) aufweist, sowie – dass die zumindest eine steuerbare Absperreinrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass im Fall der Luftförderung von zu behandelnder Luft auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass (29) der Klimaanlage (1) je nach Schaltung der Absperreinrichtung (25) entweder der erste (7) und zweite Wärmetauscher (13) jeweils zumindest teilweise umströmt werden oder nur einer dieser beiden Wärmetauscher (7, 13) umströmt wird.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (13) umschaltbar zwischen als Verdampfer oder, wie insbesondere zum Heizen, als Kondensator/Gaskühler betreibbar ist.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der erste (7) und zweite Wärmetauscher (13) unabhängig voneinander als Verdampfer sowie umschaltbar, wie insbesondere zum Heizen, auch als Kondensator/Gaskühler betreibbar sind.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens erste (7) und zweite Wärmetauscher (13) derart, wie insbesondere parallel zueinander, angeordnet sind, dass im Falle der Luftförderung zu behandelnde Luft auf ihrem Weg durch die Klimaanlage (1) immer nur einmal Wärmetauscher (7, 13) umströmt.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens erste (7) und zweite Wärmetauscher (13) derart, wie insbesondere nacheinander, angeordnet sind, dass im Falle der Luftförderung bei Schaltung der Absperreinrichtung (25) auf Freigabe zu behandelnde Luft auf ihrem Weg durch die Klimaanlage (1) den ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) nacheinander umströmt.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regelung umfasst, die wahlweise entweder – den ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) als Kondensator/Gaskühler zum Heizen von zu behandelnder Luft schaltet und die Absperreinrichtung (25) auf Freigabe des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher (13) schaltet, oder – den ersten Wärmetauscher (7) als Kondensator/Gaskühler zum Heizen von zu behandelnder Luft schaltet und die Absperreinrichtung (25) auf Absperrung des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher (13) schaltet, oder – den ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) als Verdampfer zum Kühlen schaltet und die Absperreinrichtung (25) auf Freigabe des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher (13) schaltet, oder – den ersten Wärmetauscher (7) als Verdampfer zum Kühlen schaltet und die Absperreinrichtung (25) auf Absperrung des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher (13) schaltet, oder – einen vom ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) als Verdampfer und den jeweils anderen als Kondensator/Gaskühler schaltet und die Absperreinrichtung (25) auf Freigabe des Weges für zu behandelnde Luft zum zweiten Wärmetauscher (13) schaltet.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Absperreinrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass von zu behandelnder Luft auf ihrem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass (29) der Klimaanlage (1) je nach Schaltung der Absperreinrichtung (25) – der erste (7) und zweite Wärmetauscher (13) jeweils zumindest teilweise umströmbar sind oder – nur der erste Wärmetauscher (7) umströmbar ist oder – nur der zweite Wärmetauscher (13) umströmbar ist.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Absperreinrichtung (25) eine Klappenanordnung umfasst.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Absperreinrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass sie bei Absperrung des Weges für zu behandelnde Luft zum einen der Wärmetauscher (7, 13) auch die Luftführung von diesem einen Wärmetauscher zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass (29) der Klimaanlage (1) absperrt.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Absperreinrichtung (25) eine Flügelklappe umfasst, deren einer Klappenflügel (31) zum Absperren und Freigeben des Weges für zu behandelnde Luft zum einen der Wärmetauscher (7, 13) vorgesehen ist und deren anderer Klappenflügel (33) zum Absperren und Freigeben der Luftführung von diesem einen Wärmetauscher (7, 13) zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass (29) der Klimaanlage (1) vorgesehen ist.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Absperreinrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass im Fall des Umströmens des einen vom ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) von zu behandelnder Luft die Größe des Anteils von zu behandelnder Luft, der auf dem Weg zum für einen zu klimatisierenden Bereich vorgesehenen Luftauslass (29) der Klimaanlage (1) den anderen vom ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) umströmt, steuerbar ist.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass der erste (7) und der zweite Wärmetauscher (13) in zwei voneinander getrennten Kältemittelkreisläufen mit einem gemeinsamen oder zwei getrennten Verdichtern (3) eingebunden sind.
Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass sie für mindestens einen Kältemittelkreislauf eine steuerbare Regelung der Kühlleistung und/oder Heizleistung des ersten (7) und/oder zweiten Wärmetauschers (13) umfasst.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass sie eine gemeinsame Steuerung für sowohl die Absperreinrichtung (25) als auch für die Regelung der Kühlleistung und/oder Heizleistung des ersten (7) und/oder zweiten Wärmetauschers (13) umfasst.
Fahrzeug mit einer Klimaanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Fahrzeug nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass es als Elektrofahrzeug ausgebildet ist.
Verfahren zur Luftbehandlung in einer Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wonach – zumindest ein Teil der zu behandelnden Luft in der Klimaanlage (1) mittels des ersten oder zweiten in einen Kältemittelkreislauf eingebundenen Wärmetauschers (7, 13) bei dessen Umströmung gekühlt oder erwärmt wird und danach oder parallel dazu – zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage (1) wahlweise mittels der steuerbaren Absperreinrichtung (25) einerseits zumindest teilweise durch den anderen der beiden ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) bei dessen Umströmung gekühlt oder erwärmt wird oder andererseits nicht mittels des anderen Wärmetauschers (7, 13) gekühlt oder erwärmt wird, und – zumindest einer der beiden ersten (7) und zweiten Wärmetauscher (13) in einen Kältemittelkreislauf eingebundenen sowie zwischen als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler umschaltbar ist und je nach Kühl- oder Heizbedarf für die zu behandelnde Luft als Verdampfer oder als Kondensator/Gaskühler geschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise – zu behandelnde Luft mittels des ersten und zweiten als Kondensator/Gaskühler geschalteten Wärmetauscher (7, 13) bei deren jeweiligen Umströmung erwärmt wird, oder – zu behandelnde Luft mittels des ersten als Kondensator/Gaskühler geschalteten Wärmetauschers (7) bei dessen Umströmung erwärmt wird und mittels der Absperreinrichtung (25) zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage (1) nicht zum zweiten Wärmetauscher (13) geleitet wird, oder – zu behandelnde Luft mittels der ersten und zweiten als Verdampfer geschalteten Wärmetauscher (7, 13) bei deren jeweiligen Umströmung gekühlt wird, oder – zu behandelnde Luft mittels des ersten als Verdampfer geschalteten Wärmetauschers (7) bei dessen Umströmung gekühlt wird und mittels der Absperreinrichtung (25) zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage (1) nicht zum zweiten Wärmetauscher (13) geleitet wird, oder – zu behandelnde Luft mittels des ersten als Verdampfer geschalteten Wärmetauschers (7) bei dessen Umströmung gekühlt wird und danach oder parallel dazu zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage (1) mittels des als Kondensator/Gaskühler geschalteten zweiten Wärmetauschers (13) bei dessen Umströmung erwärmt wird, oder – zu behandelnde Luft mittels des ersten als Kondensator/Gaskühler geschalteten Wärmetauschers (7) bei dessen Umströmung erwärmt wird und danach oder parallel dazu zu behandelnde Luft vor Austritt aus der Klimaanlage (1) mittels des als Verdampfer geschalteten zweiten Wärmetauschers (13) bei dessen Umströmung gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest mit mittels einer entsprechenden Einstellung der Absperreinrichtung (25) erfolgenden Steuerung der Größe des Anteils der zu behandelnden Luft, der vor dem Austritt aus der Klimaanlage (1) den anderen der beiden ersten und zweiten Wärmetauscher (7, 13) umströmt, die Kühl- und/oder Heizleistung der Klimaanlage (1) geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest mit mittels einer entsprechenden Regelung in zumindest einem den ersten und/oder zweiten Wärmetauscher (7, 13) enthaltenen Kältemittelkreislauf die Kühl- und/oder Heizleistung der Klimaanlage (1) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass durch eine kombinierte Steuerung von der Größe des Anteils der zu behandelnden Luft, der vor dem Austritt aus der Klimaanlage (1) den anderen der beiden ersten und zweiten Wärmetauscher (7, 13) umströmt, und von kältemittelkreislaufseitig einstellbaren Kühl- und/oder Heizleistung des ersten und/oder zweiten Wärmetauschers (7, 13) die Kühl- und/oder Heizleistung der Klimaanlage (1) geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass automatisch je nach Bedarf von Kühl- oder Heizleistung der Klimaanlage (1) die zu behandelnde Luft entweder mittels des ersten und zweiten Wärmetauschers (7, 13) bei deren Umströmung erwärmt oder gekühlt wird oder nur mittels des ersten Wärmetauschers (7) ohne den zweiten Wärmetauscher (13) erwärmt oder gekühlt wird.