DE102018200306A1

DE102018200306A1 - Method for increasing the humidity in an interior of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018200306A1
Application number: DE102018200306.8A
Authority: DE
Inventors: Jan-Christoph Albrecht; Carsten Wachsmuth
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2019-07-11

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs auf einen Sollwert unter Verwendung einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, welche einen Verdampfer aufweist, vorgeschlagen, mit den Schritten:a. Einstellen eines Umluftbetriebs der Klimaanlage,b. Einstellen einer Umluftverdampfertemperatur des Verdampfers der Klimaanlage derart, dass die Umluftverdampfertemperatur oberhalb des für den Sollwert der Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Kraftfahrzeugs geltenden Taupunkts liegt.A method is proposed for increasing the humidity in an interior of a motor vehicle to a desired value using an air conditioning system of the motor vehicle having an evaporator, comprising the steps of: a. Setting the recirculation mode of the air conditioner, b. Setting a circulating air evaporator temperature of the evaporator of the air conditioner such that the circulating air evaporator temperature is above the applicable for the desired value of the humidity in the interior of the motor vehicle dew point.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs auf einen Sollwert unter Verwendung einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, welche einen Verdampfer aufweist.The invention relates to a method for increasing the humidity in an interior of a motor vehicle to a desired value using an air conditioner of the motor vehicle, which has an evaporator.

Ein solches Verfahren ist in Serienfahrzeugen bisher nicht verfügbar. Allgemein kann die Luftfeuchtigkeit im Innenraum eines klimatisierten Kraftfahrzeugs bisher nicht gezielt eingestellt werden. Eine solche Möglichkeit ist aber wünschenswert, da beim herkömmlichen Betrieb einer Klimaanlage die Luft oft trockener wird als gewünscht, da durch die Klimatisierung eine automatische Entfeuchtung der Luft stattfindet. Dies kann negative Auswirkungen für die Passagiere haben, zum Beispiel kann die trockene Luft eine höhere Anfälligkeit für Krankheiten sowie trockene Augen und Schleimhäute verursachen.Such a method is not available in production vehicles so far. In general, the humidity in the interior of an air-conditioned motor vehicle can not be adjusted specifically. However, such a possibility is desirable because in the conventional operation of an air conditioner, the air is often drier than desired, since the air conditioning automatic dehumidification of the air takes place. This can have a negative impact on passengers, for example, dry air can cause increased susceptibility to disease, as well as dry eyes and mucous membranes.

Bei hohen Außentemperaturen arbeitet die Klimaanlage gewöhnlich im Kühlbetrieb. Dabei ist die Abkühlung der Luft im Normalfall mit einer Entfeuchtung der Luft am Verdampfer verbunden. Die in den Fahrgastinnenraum einströmende Luft kann dadurch sehr trocken sein. Die Luftfeuchtigkeit kann dabei zum Beispiel im Bereich von 4 g/kg liegen. Bei niedrigen Außentemperaturen, also auch im Heizfall, kann es oft zu einer niedrigen Luftfeuchtigkeit im Innenraum kommen, da die von außen angesaugte und dann aufgeheizte Luft im Winter ebenfalls eine sehr geringe Luftfeuchtigkeit von zum Beispiel 2 g/kg aufweisen kann.At high outside temperatures, the air conditioner usually operates in cooling mode. In this case, the cooling of the air is normally connected to a dehumidification of the air at the evaporator. The air flowing into the passenger compartment can therefore be very dry. The humidity can be in the range of 4 g / kg, for example. At low outdoor temperatures, including in the heating case, it can often lead to low humidity in the interior, since the sucked from the outside and then heated air in winter can also have a very low humidity of, for example, 2 g / kg.

Aus der DE 102 21 191 A1 ist ein Klimatisierungssystem für einen Kraftfahrzeuginnenraum bekannt, das nach dem Prinzip der Befeuchtungskühlung arbeitet. Dabei wird Wasser im flüssigen bzw. vernebelten Aggregatzustand in den Innenraum gesprüht, wo dann die anschließende Verdunstung einen abkühlenden Effekt bewirkt. Gleichzeitig wird die Luftfeuchtigkeit im Innenraum erhöht. Für das eingesetzte Wasser ist ein separater Tank vorhanden.From the DE 102 21 191 A1 an air conditioning system for a motor vehicle interior is known, which operates on the principle of humidification cooling. In this case, water is sprayed in the liquid or atomized state of matter into the interior, where then the subsequent evaporation causes a cooling effect. At the same time the humidity in the interior is increased. There is a separate tank for the water used.

Auch aus der DE 10 2015 002 651 A1 ist es bekannt, einen separaten Verdampfer vorzusehen, um im Regelbetrieb der Klimaanlage anfallendes Kondensat wieder den Innenraum zuzuführen.Also from the DE 10 2015 002 651 A1 It is known to provide a separate evaporator in order to supply condensate accumulating in the normal operation of the air conditioning system back to the interior.

Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren benötigen im Vergleich zu derzeit in Fahrzeugen eingesetzten Klimaanlagen zusätzliche Bauteile, was die Herstellungskosten deutlich erhöht. Weiterhin wird in den genannten Druckschriften nicht beschrieben, wie eine konkrete Einstellung der gewünschten Feuchtigkeit von statten gehen könnte. Darüber hinaus sind die bekannten Verfahren nicht für alle denkbaren Situationen geeignet, da zunächst überhaupt im regulären Betrieb der Klimaanlage Kondensat anfallen oder aber ein Wasserreservoir manuell aufgefüllt werden muss.The known devices and methods require compared to currently used in vehicles air conditioning systems additional components, which significantly increases the cost. Furthermore, the cited documents do not describe how a specific adjustment of the desired moisture could be done. In addition, the known methods are not suitable for all conceivable situations, since initially incurred in the regular operation of the air conditioner condensate or a water reservoir must be manually refilled.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, mittels einer gebräuchlichen Klimaanlage die Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Kraftfahrzeugs in allen möglichen Betriebsarten gezielt einzustellen und insbesondere zu erhöhen.It is therefore an object of the present invention to provide a method which makes it possible to adjust by means of a conventional air conditioning system, the humidity in the interior of the motor vehicle in all possible modes specifically and in particular to increase.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs auf einen Sollwert unter Verwendung einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, welche einen Verdampfer aufweist, mit den Schritten:

a. Einstellen eines Umluftbetriebs der Klimaanlage, und
b. Einstellen einer Umluftverdampfertemperatur des Verdampfers der Klimaanlage derart, dass die Umluftverdampfertemperatur oberhalb des für den Sollwert der Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Kraftfahrzeugs geltenden Taupunkts liegt.

The invention solves the problem by a method for increasing the humidity in an interior of a motor vehicle to a desired value using an air conditioning system of the motor vehicle, which has an evaporator, with the steps:

a. Setting a recirculation mode of air conditioning, and
b. Setting a circulating air evaporator temperature of the evaporator of the air conditioner such that the circulating air evaporator temperature is above the applicable for the desired value of the humidity in the interior of the motor vehicle dew point.

Unter einer Umluftverdampfertemperatur wird dabei insbesondere die Betriebstemperatur des Verdampfers, der Teil des Kühl- bzw. Heizkreislaufs der Klimaanlage ist, im Umluftbetrieb verstanden. Wie bereits weiter oben beschrieben findet im Kühlbetrieb in den meisten Fällen eine Entfeuchtung der gekühlten Luft im Verdampfer statt. Dementsprechend sammelt sich kondensiertes Wasser im Verdampfer der Klimaanlage an. Wenn nun die Luftfeuchtigkeit im Innenraum erhöht werden soll, wird die Klimaanlage im Umluftbetrieb betrieben, so dass kein Luftaustausch mit der Umgebung des Fahrzeugs stattfindet und somit auch keine Luftfeuchtigkeit an die Umgebung abgegeben werden kann, indem Luft mit einer niedrigeren Luftfeuchtigkeit als die sich im Innenraum befindende Luft angesaugt wird.Under a circulating air evaporator temperature is in particular the operating temperature of the evaporator, which is part of the cooling or heating circuit of the air conditioning, understood in recirculation mode. As already described above, in cooling operation, dehumidification of the cooled air in the evaporator takes place in most cases. Accordingly, condensed water accumulates in the evaporator of the air conditioner. Now, if the humidity in the interior to be increased, the air conditioning is operated in the recirculation mode, so that no exchange of air with the environment of the vehicle takes place and thus no humidity can be delivered to the environment by air with a lower humidity than that in the interior is sucked in air.

Als zweite entscheidende Maßnahme wird die Verdampfertemperatur so eingestellt, dass sie oberhalb des Taupunkts im Fahrzeuginnenraum liegt. Die Luft wird somit nicht entfeuchtet und nimmt dementsprechend am Verdampfer sogar Feuchtigkeit auf, falls in diesem Kondensat gespeichert ist. Die Luft wird dann im feuchten Zustand in den Innenraum transportiert, so dass die dortige Luftfeuchtigkeit ansteigt. Wichtig ist hierbei, dass der genutzte Verdampfer neben dem Kompressor und dem Kältemittel bereits Teil des vorhandenen Klimakreislaufs ist und dort zum Verdampfen des Kältemittels verwendet wird. Diese eigentliche Funktion des Verdampfers wird für die erfindungsgemäße Einstellung der Luftfeuchtigkeit im Fahrgastinnenraum nicht verwendet, vielmehr wird durch die Einstellung der Verdampfertemperatur auch die Temperatur des Verdampfers im Kontakt mit der zu klimatisierenden Luft eingestellt, sodass erreicht werden kann, dass die Luft Feuchtigkeit aufnimmt. Der Verdampfer hat also einerseits seine klassische Funktion, das Kältemittel im Kühlkreislauf zu verdampfen, und andererseits die zusätzliche Funktion, an seiner Außenseite vorhandenes Kondensat, also kondensiertes Wasser, über den Taupunkt zu erwärmen und somit der für den Fahrgastinnenraum bestimmten Luft zuzuführen. Das Verfahren bietet somit die Möglichkeit, die Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeugs gezielt einzustellen, da eine Möglichkeit zur Entfeuchtung schon seit langer Zeit im Stand der Technik besteht und nun erstmals ein Verfahren zur gezielten Befeuchtung vorgeschlagen wird.As a second decisive measure, the evaporator temperature is set so that it is above the dew point in the vehicle interior. The air is thus not dehumidified and accordingly takes on the evaporator even moisture, if stored in this condensate. The air is then transported in the wet state into the interior, so that the local humidity increases. It is important here that the evaporator used is already part of the existing air conditioning circuit in addition to the compressor and the refrigerant, where it is used to evaporate the refrigerant. This actual function of the evaporator is not used for the inventive adjustment of the humidity in the passenger compartment, but by adjusting the evaporator temperature and the temperature of Evaporator in contact with the air to be conditioned, so that it can be achieved that the air absorbs moisture. The evaporator thus has on the one hand its classic function of evaporating the refrigerant in the cooling circuit and, on the other hand, the additional function of heating condensate on its outside, ie condensed water, above the dew point and thus supplying the air intended for the passenger compartment. The method thus offers the possibility to adjust the humidity in the interior of the vehicle targeted, since a possibility for dehumidification has long been known in the art and now a method for targeted humidification is proposed for the first time.

Unter dem Taupunkt oder der Taupunkttemperatur wird für Luft mit einer bestimmten Luftfeuchtigkeit insbesondere diejenige Temperatur verstanden, die bei konstantem Druck unterschritten werden muss, damit sich Wasserdampf als Tau oder Nebel abscheiden kann.Under the dew point or the dew point temperature is for air with a certain humidity in particular that temperature understood that must be exceeded at constant pressure so that water vapor can be deposited as dew or fog.

Die Verdampfertemperatur, also insbesondere die Umluftverdampfertemperatur kann auf einfache Art und Weise durch Änderung des Saugdrucks in dem Klimakreislauf eingestellt werden. Hierzu kann ein Expansionsorgan, beispielsweise in Form eines thermostatischen Expansionsventils, zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des Kompressors geöffnet bzw. weiter geöffnet werden. Die durch den erhöhten Saugdruck bedingte erhöhte Temperatur am Verdampfer und somit auch die erhöhte Temperatur der in den Innenraum transportiert Luft kann durch eine Erhöhung des Luftvolumenstroms kompensiert werden, so dass die zur Temperierung des Innenraums auf die gewünschte Temperatur nötige Kühlleistung weiterhin aufrecht erhalten werden kann. Zum Verringern der Temperatur am Verdampfer kann das Expansionsorgan entsprechend wieder weiter geschlossen werden, so dass sich auch der Saugdruck verringert.The evaporator temperature, ie in particular the recirculation evaporator temperature can be adjusted in a simple manner by changing the suction pressure in the air conditioning circuit. For this purpose, an expansion element, for example in the form of a thermostatic expansion valve, can be opened or opened further between the high-pressure side and the low-pressure side of the compressor. The elevated temperature at the evaporator, which is caused by the increased suction pressure, and thus also the increased temperature of the air transported into the interior, can be compensated by an increase in the air volume flow, so that the cooling capacity necessary for controlling the temperature of the interior to the desired temperature can be maintained. To reduce the temperature at the evaporator, the expansion device can be correspondingly closed again, so that the suction pressure is reduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor Schritt a. die Luftfeuchtigkeit im Innenraum gemessen und mit dem Sollwert verglichen. Der Sollwert kann dabei grundsätzlich vorgegeben oder vom Benutzer eingestellt werden, beispielsweise in Form eines vorgegebenen Programms der Klimaanlage oder über die Eingabe der gewünschten Luftfeuchtigkeit als Relativ- oder Absolutwert. Der Sollwert der Luftfeuchtigkeit im Innenraum kann auch über eine vorgegebene Beziehung zu der Außentemperatur oder der Innenraumtemperatur bestimmt werden. Durch den Vergleich der im Innenraum gemessenen Luftfeuchtigkeit mit dem Sollwert kann entschieden werden, ob eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit wünschenswert ist und das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen soll. Falls die Luftfeuchtigkeit schon dem Sollwert entspricht oder diesen übersteigt kann die Klimaanlage auf herkömmliche Art und Weise betrieben werden.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, prior to step a. measured the humidity in the interior and compared with the setpoint. The setpoint can basically be predetermined or set by the user, for example in the form of a predetermined program of the air conditioner or via the input of the desired air humidity as a relative or absolute value. The setpoint of the humidity in the interior can also be determined via a predetermined relationship to the outside temperature or the interior temperature. By comparing the measured in the interior humidity with the setpoint can be decided whether an increase in humidity is desirable and the inventive method is to be used. If the humidity is equal to or above the set point, the air conditioner can be operated in a conventional manner.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass nach Ablauf einer ersten Zeitspanne, in der die Klimaanlage kontinuierlich im Umluftbetrieb betrieben wurde, die Klimaanlage für eine zweite Zeitspanne in einem Frischluftbetrieb betrieben wird, bei dem Frischluft aus der Umgebung des Fahrzeugs angesaugt und in den Innenraum transportiert wird, und bei dem der Verdampfer mit einer Frischluftverdampfertemperatur betrieben wird. Auf diese Art und Weise wird verhindert, dass sich die Luftqualität im Innenraum merklich verschlechtert. Die Frischluftverdampfertemperatur ist dabei im Normalfall von der Umluftverdampfertemperatur verschieden und kann ebenso wie diese durch die Stellung des Expansionsorgans eingestellt werden. Insbesondere kann die Frischluftverdampfertemperatur unter der Umluftverdampfertemperatur liegen.A development of the invention provides that, after a first period of time in which the air conditioning system has been operated continuously in recirculation mode, the air conditioning system is operated for a second time period in a fresh air mode, sucked in the fresh air from the environment of the vehicle and transported into the interior and in which the evaporator is operated at a fresh air evaporator temperature. In this way, it is prevented that the air quality deteriorates noticeably in the interior. The fresh-air evaporator temperature is normally different from the circulating-air evaporator temperature and, like this, can be adjusted by the position of the expansion element. In particular, the fresh air evaporator temperature may be below the convection evaporator temperature.

Die erste Zeitspanne kann beispielsweise zwischen 5 und 10 Minuten betragen und fest eingestellt oder variabel sein. Die erste Zeitspanne kann auch zwischen 6 und 8 Minuten betragen. Ein typischer Wert für die erste Zeitspanne ist 7 Minuten. Die zweite Zeitspanne ist im Regelfall deutlich kürzer als die erste Zeitspanne. Die zweite Zeitspanne kann zum Beispiel zwischen 0,5 und 2 Minuten betragen. Typische Werte sind beispielsweise 40 Sekunden, 60 Sekunden oder 80 Sekunden. Während der zweiten Zeitspanne wird sauerstoffreiche Luft aus der Umgebung in den Innenraum transportiert, was auch als Spülung des Innenraums mit Frischluft bezeichnet werden kann. Vorzugsweise wird die aus der Umgebung angesaugte Luft von der Klimaanlage sofort auf die gewünschte Innenraumtemperatur gebracht. Insbesondere wird während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu jedem Zeitpunkt entweder ausschließlich im Umluftbetrieb oder ausschließlich im Frischluftbetrieb gearbeitet. Mit anderen Worten findet vorzugsweise kein Mischbetrieb zwischen Umluft- und Frischluftbetrieb statt, die Umluftklappe ist im Ideallfall immer entweder vollständig geschlossen oder vollständig geöffnet. Selbstverständlich ist das Verfahren prinzipiell aber auch durchführbar, wenn eine gewisse Luftmenge aus der jeweils anderen Quelle verwendet wird, wobei in diesem Fall die Effizienz entsprechend sinkt.For example, the first period may be between 5 and 10 minutes and fixed or variable. The first time span can also be between 6 and 8 minutes. A typical value for the first time span is 7 minutes. The second time span is usually much shorter than the first time span. For example, the second period may be between 0.5 and 2 minutes. Typical values are for example 40 seconds, 60 seconds or 80 seconds. During the second period, oxygen-rich air is transported from the environment into the interior, which can also be referred to as flushing of the interior with fresh air. Preferably, the air drawn in from the surroundings is immediately brought to the desired interior temperature by the air conditioning system. In particular, during the execution of the method according to the invention either exclusively in the recirculating air mode or exclusively in the fresh air mode is used at any time. In other words, preferably no mixed operation between recirculation and fresh air operation takes place, the recirculation damper is in the ideal case always either completely closed or fully open. Of course, the method is in principle but also feasible if a certain amount of air from the other source is used, in which case the efficiency decreases accordingly.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die zusätzliche Schritte:

c. Fortlaufendes Prüfen, ob die Luftfeuchtigkeit im Innenraum den Sollwert erreicht hat, und
d. Einstellen der Umluftverdampfertemperatur auf den dem Sollwert für die Luftfeuchtigkeit entsprechenden Taupunkt, sobald die Luftfeuchtigkeit im Innenraum dem Sollwert entspricht

ausgeführt werden. Es wird so in Punkt c. der Zeitpunkt ermittelt, an dem die gewünschte Luftfeuchtigkeit erreicht ist und dementsprechend keine weitere Erhöhung der Luftfeuchtigkeit mehr nötig ist. Durch das Einstellen der Umluftverdampfertemperatur auf den dem Sollwert für die Luftfeuchtigkeit entsprechenden Taupunkt kann dann eine konstante Luftfeuchtigkeit im Innenraum eingestellt werden.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the additional steps:

c. Continuously check if the indoor humidity has reached the set value, and
d. Set the convection evaporator temperature to the dew point corresponding to the humidity set point as soon as the indoor humidity is within the set point

be executed. It becomes so in point c. determines the point in time at which the desired air humidity is reached and accordingly no further increase in the air humidity is necessary. By setting the circulating air evaporator temperature to the dew point corresponding to the setpoint for the humidity then a constant humidity in the interior can be set.

Vorteilhafterweise wird während der zweiten Zeitspanne die Verdampfertemperatur so gewählt, dass sie unterhalb eines Taupunkts der Frischluft liegt. Auf diese Art und Weise kann aktiv Feuchtigkeit bzw. Wasser aus der angesaugten Umgebungsluft eingesammelt und im Verdampfer gespeichert werden. Wenn die Verdampfertemperatur unterhalb des Taupunkts der Frischluft liegt, kondensiert Wasser aus der angesaugten Frischluft am Verdampfer. Der Verdampfer des Klimakreislaufs wird somit als Speicher für kondensiertes Wasser, das dann in der Folge im Umluftbetrieb aktiv in den Fahrgastinnenraum eingebracht werden kann, genutzt.Advantageously, during the second period of time, the evaporator temperature is selected to be below a dew point of the fresh air. In this way, moisture or water can be actively collected from the intake ambient air and stored in the evaporator. When the evaporator temperature is below the dew point of the fresh air, water condenses from the intake fresh air at the evaporator. The evaporator of the air conditioning circuit is thus used as storage for condensed water, which can then be introduced in the sequence in the recirculation mode active in the passenger compartment.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in dieser Ausgestaltung in zwei grundsätzlich zu unterscheidende Phasen einteilen, nämlich die Sammelphase, in der Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft im Verdampfer aufgenommen und gespeichert wird, sowie die Befeuchtungsphase, in der die Klimaanlage im Umluftbetrieb läuft und die Luftfeuchtigkeit im Innenraum durch Anreicherung der von den Insassen ausgeatmeten Luftfeuchtigkeit und/oder durch Transport der aus der Frischluft gewonnenen Feuchtigkeit in den Innenraum erhöht wird. Während der ersten Zeitspanne kann die Umluftverdampfertemperatur beispielsweise bei 10°C bis 16°C und insbesondere bei 10°C bis 12°C liegen. Während der zweiten Zeitspanne kann die Frischluftverdampfertemperatur insbesondere bei 0,2°C bis 2°C oder in einem Spezialfall bei weniger als 0°C, beispielsweise bei -2°C, liegen.In this embodiment, the method according to the invention can be subdivided into two fundamentally different phases, namely the collection phase in which moisture from the ambient air is taken up and stored in the evaporator, as well as the humidification phase in which the air-conditioning system operates in recirculation mode and the air humidity in the interior Enrichment of the exhaled by the occupants humidity and / or by transporting the moisture obtained from the fresh air is increased in the interior. For example, during the first period, the convection evaporator temperature may be 10 ° C to 16 ° C, and more preferably 10 ° C to 12 ° C. During the second period of time, the fresh-air evaporator temperature can be in particular from 0.2 ° C to 2 ° C or in a special case at less than 0 ° C, for example at -2 ° C.

Die Dauer der zweiten Zeitspanne kann derart gewählt werden, dass eine bestimmte Menge an Wasser während der zweiten Zeitspanne im Verdampfer kondensiert. Die bestimmte Menge kann dabei fest vorgegeben sein und zum Beispiel von der Speicherkapazität des Verdampfers und/oder einer typischen Wassermenge, die ausreichend zur Befeuchtung des Innenraums ist, entsprechen. Da während der zweiten Zeitspanne die Luftfeuchtigkeit im Innenraum nicht erhöht wird, ist es wünschenswert, diese so kurz wie möglich zu halten. Es ist daher sinnvoll, den während der zweiten Zeitspanne anliegenden Frischluftbetrieb zu beenden, sobald eine zur angenehmen Konditionierung des Innenraums ausreichende Menge an Wasser gespeichert wurde.The duration of the second time period may be selected such that a certain amount of water condenses in the evaporator during the second time period. The specific amount may be fixed and, for example, the storage capacity of the evaporator and / or a typical amount of water that is sufficient for humidification of the interior correspond. Since during the second period, the humidity in the interior is not increased, it is desirable to keep them as short as possible. It is therefore useful to end the fresh air mode applied during the second period of time as soon as a sufficient amount of water has been stored for pleasant conditioning of the interior.

Zweckmäßigerweise kann die Dauer der zweiten Zeitspanne derart gewählt werden, dass die Speicherkapazität des Verdampfers für Kondenswasser ausgeschöpft wird. Auch in diesem Fall sollte der Frischluftbetrieb beendet werden, da ein weiteres einsammeln von Flüssigkeit dann unmöglich bzw. nicht sinnvoll ist, da aus der Frischluft heraus kondensierendes zusätzliches Wasser nicht mehr im Verdampfer gespeichert, sondern wieder an die Umgebung abgegeben würde.Conveniently, the duration of the second period of time can be selected such that the storage capacity of the evaporator for condensed water is used up. Also in this case, the fresh air operation should be stopped, as a further collection of liquid then impossible or not useful, since the fresh air out condensing additional water is no longer stored in the evaporator, but would be returned to the environment.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Verdampfertemperatur während der zweiten Zeitspanne unter 0°C liegt. Auf diese Art und Weise wird nicht nur flüssiges Wasser im Verdampfer gespeichert, sondern es kann zu einer Eisbildung am Verdampfer kommen, was die Kapazität des Verdampfers bezüglich der Speicherung von Wasser deutlich erhöht.In a development of the method according to the invention, it may be provided that the evaporator temperature is below 0 ° C. during the second time period. In this way, not only liquid water is stored in the evaporator, but it can lead to ice formation on the evaporator, which significantly increases the capacity of the evaporator with respect to the storage of water.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Klimaanlage,
2 ein Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 ein Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
4 ein Flussdiagramm einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:

1 a schematic representation of a vehicle with a suitable for carrying out the method according to the invention air conditioning,
2 a flow chart of a first embodiment of a method according to the invention,
3 a flowchart of a second embodiment of a method according to the invention, and
4 a flowchart of a third embodiment of a method according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10, dass eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Klimaanlage 20 aufweist. Teil der Klimaanlage 20 ist ein Kältemittelkreislauf, der unter anderem einen nicht dargestellten Kompressor sowie den Verdampfer 28 umfasst. Die Klimaanlage saugt entweder über die Innenansaugöffnung 22 oder über die Außenansaugöffnung 26 Luft an, temperiert die Luft auf die gewünschte Temperatur und führt die temperierte Luft durch die Auslassöffnung 24 dem Innenraum 12 des Fahrzeugs 10 zu. Die Klimaanlage 20 ist mit mehreren Sensoren verbunden. Zum einen sind dies nicht dargestellte Temperatursensoren, und zum anderen die Feuchtigkeitssensoren 32 und 34. Dabei misst der erste Feuchtigkeitssensor 32 die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Fahrzeugs 10, und der zweite Feuchtigkeitssensor 34 misst die Luftfeuchtigkeit im Innenraum 12 des Fahrzeugs 10. Die beiden Feuchtigkeitssensoren 32 und 34 sind mit einer Steuervorrichtung 30 verbunden, die wiederum die Klimaanlage 20 steuert. Insbesondere werden von der Steuervorrichtung 30 die Verdampfertemperatur sowie die Stellung der nicht dargestellten Umluftklappe, die zwischen Umluftbetrieb und Frischluftbetrieb umschaltet, vorgegeben. 1 shows a schematic representation of a vehicle 10 in that an air conditioning system suitable for carrying out the method according to the invention 20 having. Part of the air conditioning 20 is a refrigerant circuit, including a compressor, not shown, and the evaporator 28 includes. The air conditioner sucks either over the Innenansaugöffnung 22 or via the outside intake opening 26 Air, the air to the desired temperature and guides the tempered air through the outlet opening 24 the interior 12 of the vehicle 10 to. The air conditioner 20 is connected to several sensors. On the one hand, these are not shown temperature sensors, and on the other hand, the humidity sensors 32 and 34 , The first moisture sensor measures 32 the Humidity in the environment of the vehicle 10 , and the second humidity sensor 34 measures the humidity in the interior 12 of the vehicle 10 , The two humidity sensors 32 and 34 are with a control device 30 connected, in turn, the air conditioning 20 controls. In particular, by the control device 30 the evaporator temperature and the position of the recirculating air flap, not shown, which switches between recirculation mode and fresh air mode specified.

2 zeigt ein Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Schritt S10 wird bestimmt, ob eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit im Innenraum notwendig bzw. gewünscht ist. Dies kann insbesondere durch eine Messung der Luftfeuchtigkeit im Innenraum mithilfe eines Sensors, beispielsweise mit Hilfe des zweiten Feuchtigkeitssensors 34 aus 1, und einem anschließenden Vergleich mit einer gewünschten Luftfeuchtigkeit geschehen. Falls diese Prüfung ergibt, dass die Luftfeuchtigkeit nicht erhöht werden muss, weil sie bereits dem Sollwert entspricht oder darüber liegt, wird das Verfahren mit dem Schritt S12 fortgesetzt und die Klimaanlage in einem aus dem Stand der Technik bekannten Standardbetrieb betrieben. Der Sollwert kann dabei fest vorgegeben, von weiteren Parametern wie der Innenraumtemperatur, der Außentemperatur oder der Anzahl der Insassen abhängig oder auch direkt von einem Nutzer einstellbar sein. 2 shows a flowchart of a first embodiment of a method according to the invention. In step S10 determines whether an increase in humidity in the interior is necessary or desired. This can in particular by measuring the humidity in the interior using a sensor, for example by means of the second humidity sensor 34 out 1 , and a subsequent comparison with a desired humidity happen. If this check shows that the humidity does not need to be increased because it is already equal to or above the set point, the procedure goes to the step S12 continued and operated the air conditioner in a standard operation known from the prior art. The setpoint can be fixed, be dependent on other parameters such as the interior temperature, the outside temperature or the number of occupants dependent or directly adjustable by a user.

Wird im Schritt S10 festgestellt wird, dass eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit im Innenraum notwendig oder wünschenswert ist, so wird das Verfahren bei Schritt S20 fortgeführt. In diesem Schritt wird ermittelt, ob die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Fahrzeugs oberhalb des gewünschten Sollwerts für die Luftfeuchtigkeit im Innenraum des Fahrzeugs liegt. Dies kann unter Zuhilfenahme des ersten Feuchtigkeitssensors 32 aus 1 geschehen. Falls in Schritt S20 festgestellt wird, dass die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung ausreicht, so wird das Verfahren bei Schritt S22 fortgesetzt und die Luftfeuchtigkeit im Innenraum über die Verdampfertemperatur im Frischluftbetrieb, mit anderen Worten also über die Frischluftverdampfertemperatur, eingestellt. Die Frischluftverdampfertemperatur kann dabei beispielsweise auf den Taupunkt, der der gewünschten Luftfeuchtigkeit im Innenraum entspricht, eingestellt werden.Will in step S10 it is determined that an increase in the humidity in the interior is necessary or desirable, the method in step S20 continued. In this step, it is determined whether the humidity in the vicinity of the vehicle is above the desired setpoint for the humidity in the interior of the vehicle. This can be done with the aid of the first moisture sensor 32 out 1 happen. If in step S20 If it is determined that the humidity in the environment is sufficient, then the procedure in step S22 continued and the humidity in the interior via the evaporator temperature in the fresh air mode, in other words on the fresh air evaporator temperature set. The fresh-air evaporator temperature can be set, for example, to the dew point, which corresponds to the desired air humidity in the interior.

Falls die Luftfeuchtigkeit im Außenbereich nicht ausreicht, um die gewünschte Luftfeuchtigkeit im Innenraum zu erreichen, wird im Schritt S30 die Klimaanlage auf Umluftbetrieb gestellt. Im Schritt S32 wird dann eine Verdampfertemperatur eingestellt, die oberhalb des zu der im Innenraum gewünschten Luftfeuchtigkeit gehörenden Taupunkts liegt, so dass keine Entfeuchtung der im Innenraum vorhandenen Luft vorgenommen wird. In dieser Phase wird Feuchtigkeit aus dem Verdampfer in den Innenraum transportiert, falls zuvor im Verdampfer Kondensat gespeichert wurde. Unabhängig davon wird die Luftfeuchtigkeit im Innenraum zumindest durch den Feuchtigkeitseintrag durch die Atemluft der Insassen erhöht.If the humidity in the outdoor area is not sufficient to achieve the desired humidity in the interior, is in step S30 the air conditioning is set to recirculation mode. In step S32 Then, an evaporator temperature is set, which is above the dew point associated with the humidity desired in the interior, so that no dehumidification of the air present in the interior is made. In this phase, moisture from the evaporator is transported into the interior, if previously stored in the evaporator condensate. Regardless, the humidity in the interior is increased at least by the moisture introduced by the breathing air of the occupants.

In Schritt S38 wird überprüft, wie lange der in Schritt S30 eingestellte Umluftbetrieb bereits ohne Unterbrechung ausgeführt wird. Mit anderen Worten wird der aktuelle Wert für den ersten Zeitraum abgefragt. Liegt dieser Wert unterhalb eines vorbestimmten Werts, beispielsweise unterhalb von 7 Minuten, so wird zu Schritt S30 zurückgekehrt. Falls aber festgestellt wird, dass die vorbestimmte Grenze für den ersten Zeitraum erreicht ist, so wird zu Schritt S40 gewechselt. In Schritt S40 wird der Umluftbetrieb beendet und auf Frischluftbetrieb geschaltet. Der Frischluftbetrieb wird für den seiner Länge nach vorbestimmten zweiten Zeitraum aufrechterhalten. Die Dauer des zweiten Zeitraums kann typischerweise 1 Minute betragen. Die Verdampfertemperatur im Frischluftbetrieb, also die Frischluftverdampfertemperatur, kann von der Umluftverdampfertemperatur verschieden sein.In step S38 will be checked how long the in step S30 set recirculation mode is already running without interruption. In other words, the current value for the first period is queried. If this value is below a predetermined value, for example less than 7 minutes, then it becomes step S30 returned. If, however, it is determined that the predetermined limit is reached for the first period, then it goes to step S40 changed. In step S40 the recirculation mode is ended and switched to fresh air mode. The fresh air mode is maintained for the second period of its length. The duration of the second period may typically be 1 minute. The evaporator temperature in the fresh air mode, ie the fresh air evaporator temperature, may be different from the circulating air evaporator temperature.

Alternativ kann nach Schritt S40 auch zu Schritt S10 gewechselt werden, um erneut zu prüfen, ob noch eine weitere Erhöhung der Luftfeuchtigkeit im Innenraum erwünscht ist. Da die für die Schritte S10 und S20 benötigten Sensordaten ohne Probleme fortlaufend ermittelt werden können und die Schritte S10 und S20 relativ einfache, schnell durchzuführende Berechnungen betreffen ist hiermit kein wesentlicher Zeitverlust verbunden.Alternatively, after step S40 also to step S10 be changed again to check whether a further increase in the humidity in the interior is desired. As for the steps S10 and S20 required sensor data can be determined continuously without any problems and the steps S10 and S20 Relatively simple, fast calculations do not involve significant time loss.

3 zeigt ein Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Schritte S110, S112, S120, S122 und S130 entsprechen dabei den zuvor beschriebenen Schritten S10, S12, S20, S22 und S30 und werden daher an dieser Stelle nicht weiter erläutert. In Schritt S132 wird sodann geprüft, ob die Luftfeuchtigkeit im Innenraum bereits dem Sollwert entspricht oder darüber liegt. Ist dies der Fall, so wird in Schritt S134 die Umluftverdampfertemperatur auf die dem Taupunkt bei der gewünschten Luftfeuchtigkeit entsprechende Temperatur eingestellt. Falls die gewünschte Luftfeuchtigkeit im Innenraum noch unterschritten wird, so wird in Schritt S136 die Verdampfertemperatur auf einen Wert oberhalb des aktuellen Taupunkts der Luft im Innenraum, beispielsweise auf einen Wert von 2K oberhalb des aktuellen Taupunkts der Luft im Innenraum, eingestellt. Es kommt dann zu einem kontinuierlichen Feuchtigkeitseintrag durch zuvor im Verdampfer gesammeltes und nun wieder verdampfendes Wasser. Nach der Abarbeitung der Schritte S134 bzw. S136 wird mit dem Schritt S138 fortgefahren. Dieser Schritt entspricht dem Schritt S38 aus 1. Ebenso entspricht der folgende Schritt S140 dem Schritt S40 aus 1, so dass auch diese beiden Schritte an dieser Stelle nicht weiter beschrieben werden. Analog zu dem in 2 dargestellten Verfahren kann auch hier von Schritt S140 zu Schritt S110 anstatt zu Schritt S130 zurückgekehrt werden. 3 shows a flowchart of a second embodiment of a method according to the invention. The steps S110 . S112 . S120 . S122 and S130 correspond to the steps described above S10 . S12 . S20 . S22 and S30 and will therefore not be explained further here. In step S132 Then it is checked whether the humidity in the interior already meets or exceeds the target value. If this is the case, then in step S134 the convection evaporator temperature is set to the temperature corresponding to the dew point at the desired humidity. If the desired humidity in the interior is not reached, then in step S136 the evaporator temperature is set to a value above the current dew point of the air in the interior, for example, to a value of 2K above the current dew point of the air in the interior. It then comes to a continuous moisture input by previously collected in the evaporator and now re-evaporating water. After processing the steps S134 or. S136 comes with the step S138 continued. This step corresponds to the step S38 out 1 , Likewise, the following step corresponds S140 the step S40 out 1 so that these two steps will not be further described here. Analogous to the in 2 can also be seen here from step S140 to step S110 instead of step S130 to be returned.

4 zeigt ein Flussdiagramm einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei entsprechen alle Schritte von S210 bis S240 den Schritten S110 bis S140 aus 2. das Verfahren unterscheidet sich demnach lediglich in den Schritten S242 und S244 von dem in 3 beschriebenen Verfahren. In Schritt S242 wird die Frischluftverdampfertemperatur auf einen niedrigen Wert knapp über dem Gefrierpunkt, beispielsweise auf 2 °C, eingestellt. Die Klimaanlage befindet sich entsprechend in einem Modus, in dem im Regelfall Feuchtigkeit aus der Außenluft am Verdampfer kondensiert und somit von dem Verdampfer gespeichert wird. Die Einstellung eines Minimalwerts für die Frischluftverdampfertemperatur dient in diesem Fall dazu, die Ausbeute an Kondensat zu maximieren und in einer kurzen Zeit möglichst viel Wasser im Verdampfer zu speichern. 4 shows a flowchart of a third embodiment of a method according to the invention. All the steps from S210 to S240 correspond to the steps S110 to S140 out 2 , The method differs accordingly only in the steps S242 and S244 from the in 3 described method. In step S242 For example, the fresh-air evaporator temperature is set to a low level just above freezing, for example, 2 ° C. The air conditioner is accordingly in a mode in which moisture is generally condensed from the outside air at the evaporator and thus stored by the evaporator. The setting of a minimum value for the fresh air evaporator temperature in this case serves to maximize the yield of condensate and to store as much water in the evaporator as possible in a short time.

In Schritt S242 wird nun ermittelt, ob die Kapazität des Verdampfers zur Speicherung von Kondenswasser bereits ausgeschöpft ist oder nicht. Ist noch Kapazität verfügbar, so wird der aktuelle Betriebszustand weiter aufrecht erhalten. Sobald die Kapazitätsgrenze des Verdampfers erreicht ist und somit weiteres der Umgebungsluft entzogenes Wasser nicht mehr gespeichert, sondern direkt wieder in die Umgebung abgegeben wird, wird zu Schritt S230 zurückgekehrt und wieder auf Umluftbetrieb geschaltet, so dass die gespeicherte Feuchtigkeit an den Innenraum des Fahrzeugs abgegeben wird. Die Ermittlung, ob die Kapazität des Verdampfers bereits ausgeschöpft ist, kann insbesondere durch eine Modellrechnung erfolgen. Dabei wird anhand von Sensordaten, die die Verdampfertemperatur, die Außenfeuchtigkeit, die Feuchtigkeit im Innenraum sowie den geförderten Luftvolumenstrom betreffen, berechnet, wie viel Feuchtigkeit bereits im Verdampfer gespeichert wurde. Alternative Methoden zur Bestimmung der noch zur Verfügung stehenden Kapazität des Verdampfers können in einer Wiegeeinrichtung zur Ermittlung der bereits eingetragenen Wassermenge, in einer Bestimmung des Leitwerts innerhalb des Verdampfers oder in einer Bestimmung des luftseitigen Druckverlusts über dem Verdampfer bestehen. Analog zu den in 2 und in 3 dargestellten Verfahren kann auch hier von Schritt S240 zu Schritt S210 anstatt zu Schritt S230 zurückgekehrt werden.In step S242 It is now determined whether the capacity of the evaporator for storing condensed water is already exhausted or not. If capacity is still available, the current operating state is maintained. As soon as the capacity limit of the evaporator has been reached and thus further water, which has been removed from the ambient air, is no longer stored, but is discharged directly back into the environment, becomes a step S230 returned and switched back to recirculation mode, so that the stored moisture is delivered to the interior of the vehicle. The determination as to whether the capacity of the evaporator has already been exhausted can be made, in particular, by a model calculation. Based on sensor data concerning the evaporator temperature, the external humidity, the humidity in the interior and the conveyed air volume flow, it is calculated how much moisture has already been stored in the evaporator. Alternative methods for determining the remaining available capacity of the evaporator may be in a weighing device for determining the already entered amount of water, in a determination of the conductance within the evaporator or in a determination of the air side pressure drop across the evaporator. Analogous to the in 2 and in 3 can also be seen here from step S240 to step S210 instead of step S230 to be returned.

In einer Abwandlung des Verfahrens kann in Schritt S242 auch eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts, beispielsweise -2 °C, gewählt werden, so dass es am Verdampfer zu Eisbildung kommt und so die Speicherkapazität des Verdampfers für später zur Befeuchtung des Innenraums zur Verfügung stehende Feuchtigkeit deutlich erhöht wird. In einem solchen Fall können die in den 2 bis 4 beschriebenen Verfahren auch beliebig miteinander kombiniert bzw. abwechselnd ausgeführt werden. Wenn in einem Durchlauf des Verfahrens gemäß 4 in den Schritten 242 und 244 so viel Wasser gespeichert wird, dass nach Abarbeitung des Schrittes 238 immer noch genügend Wasser im Verdampfer gespeichert ist, so kann sich die Dauer des anschließenden Frischluftbetriebs an den Schritten S38 bzw. S138 orientieren und beispielsweise pauschal eine Minute betragen, da in diesem Fall die Spülung mit Frischluft lediglich zur Erhaltung einer angenehmen Luftqualität im Innenraum und nicht zum Einsammeln von Kondensat notwendig ist.In a modification of the method, in step S242 Also, a temperature below the freezing point, for example, -2 ° C, are selected so that it comes to ice formation on the evaporator and so the storage capacity of the evaporator for later for humidifying the interior of available moisture is significantly increased. In such a case, the in the 2 to 4 described method also arbitrarily combined or alternately performed. If, in one run of the method according to 4 in the steps 242 and 244 so much water is stored that after processing the step 238 If enough water is still stored in the evaporator, the duration of the subsequent fresh air operation can be determined by the steps S38 or. S138 orient and for example lump sum one minute, since in this case the flushing with fresh air is only necessary to maintain a pleasant air quality in the interior and not to collect condensate.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Fahrzeugvehicle
1212: Innenrauminner space
2020: Klimaanlageair conditioner
2222: InnenansaugöffnungInnenansaugöffnung
2424: Ausblasöffnungexhaust vent
2626: AußenansaugöffnungAußenansaugöffnung
2828: VerdampferEvaporator
3030: Steuervorrichtungcontrol device
3232: erster Feuchtigkeitssensorfirst humidity sensor
3434: zweiter Feuchtigkeitssensorsecond humidity sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10221191 A1 [0004]
DE 102015002651 A1 [0005]

Claims

A method for increasing the humidity in an interior of a motor vehicle to a target value using an air conditioning system of the motor vehicle, comprising an evaporator, comprising the steps of: a. Setting a recirculation mode of the air conditioning, b. Setting a circulating air evaporator temperature of the evaporator of the air conditioner such that the circulating air evaporator temperature is above the applicable for the desired value of the humidity in the interior of the motor vehicle dew point.

Method according to Claim 1 , characterized in that the convection evaporator temperature is adjusted by changing a suction pressure.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that before step a. the humidity in the interior is measured and compared with the setpoint.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that after a first period of time in which the air conditioning system has been operated continuously in recirculation mode, the air conditioning system is operated for a second time period in a fresh air mode, sucked in the fresh air from the environment of the vehicle and in the interior is transported, and wherein the evaporator is operated at a fresh air evaporator temperature.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duration of the first time period is between 5 minutes and 10 minutes, and that the duration of the second time period is between 0.5 minutes and 2 minutes.

Method according to one of the preceding claims, with the additional steps: c. Continuously check if the indoor humidity has reached the set value, and d. Set the convection evaporator temperature to the dew point corresponding to the humidity set point as soon as the indoor humidity is within the set point.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the second period, the evaporator temperature is selected so that it is below a dew point of the fresh air.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duration of the second time period is selected such that a certain amount of water condenses in the evaporator during the second time period.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duration of the second period of time is selected such that the storage capacity of the evaporator for condensed water is exhausted.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator temperature is below 0 ° C during the second period.