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Die Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem
für ein
Kraftfahrzeug dessen Antriebsmotor beispielsweise beim kurzfristigen
Stillstand des Kraftfahrzeugs zur Energieeinsparung abgestellt wird,
mit einem Kompressionskältekreislauf,
der zumindest einen Kondensator, einen Verdampfer und einen von dem
Antriebsmotor antreibbaren Verdichter umfasst, und mit einem Kurzzeitkältespeicher,
der insbesondere dazu vorgesehen ist entladen zu werden, wenn der
Antriebsmotor aufgrund eines kurzfristigen Stillstandes des Kraftfahrzeuges
abgeschaltet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren
zum Kühlen des
Innenraums eines Kraftfahrzeugs, dessen Antriebsmotor beispielsweise
beim kurzfristigen Stillstand des Kraftfahrzeugs zur Energieeinsparung
abgestellt wird.
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Aus Umweltschutzgründen und/oder
zur Energieeinsparung werden Kraftfahrzeuge zunehmend mit einer
sogenannten Stop-And-Go-Automatik ausgestattet, die den Fahrzeugmotor
automatisch abschaltet, wenn das Fahrzeug kurzfristig hält, wie
etwa beim Warten an einer Verkehrsampel. Ein mit einem Kompressionskältekreislauf
ausgestattetes Klimatisierungssystem weist üblicherweise einen Verdichter auf,
der über
den Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben wird. Dies hat
zur Folge, dass der Verdichter des Klimatisierungssystems bei jedem
Abschalten des Antriebsmotors ebenfalls außer Betrieb gesetzt wird. Wenn
der Verdichter abgeschaltet wird, erhöht sich die Temperatur des
Verdampfers, der als Kühlwärmetauscher
betrieben wird, so dass bei abgeschaltetem Antriebsmotor wärmere Luft
in den Innenraum des Kraftfahrzeugs geblasen wird, was den Komfort
beeinträchtigt.
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Zur Lösung dieses Problems wurden
bereits unterschiedliche Ansätze
verfolgt.
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Beispielsweise ist es aus der
EP 0 995 621 A2 bereits
bekannt, den Verdampfer eines Kompressionskältekreislaufs bei laufendem
Verdichter bis zur Vereisung des Kondensats zu unterkühlen. Wenn
der Antriebsmotor bei einem kurzfristigen Stillstand des Kraftfahrzeugs
abgeschaltet und daher auch der Verdichter des Klimatisierungssystems
nicht angetrieben wird, wird die im Eis gespeicherte Kälteenergie zur
Kühlung
des Innenraums des Kraftfahrzeugs genutzt. Ein Nachteil dieser Lösung besteht
darin, dass durch die (totale) Vereisung des Verdampfers hohe Druckverluste
entstehen. Weiterhin arbeitet der Verdichter bei den zur Vereisung
des Verdampfers erforderlichen Temperaturen mit einem vergleichsweise niedrigen
Wirkungsgrad und die Regelung des Gesamtsystems ist kompliziert.
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Aus der
DE 101 24 757 A1 ist es
bereits bekannt, einen mit Paraffin gefüllten Kältespeicher hinter einem Verdampfer
im K1imagerät
derart anzuordnen, dass der Kältespeicher
bei laufendem Verdichter mit der kalten Luft aus dem Verdampfer
geladen werden kann. Beim kurzfristigen Stillstand des Kraftfahrzeugs
und abgeschaltetem Antriebsmoter, das heißt nicht angetriebenem Verdichter,
wird die in dem Kältespeicher
gespeicherte Kälteenergie
zur Kühlung
des Innenraums des Kraftfahrzeugs genutzt. Ein Nachteil dieser Lösung besteht
darin, dass Luft als Kälteträger zum
Laden des Kältespeichers
verwendet wird, wodurch das Laden des Kältespeichers von der Lufttemperatur
hinter dem Verdampfer abhängig ist,
wobei die als Speichermedien vorgesehenen Paraffine Phasenumwandlungstemperaturen
von über 8°C aufweisen.
Insgesamt ergeben sich bei dieser Lösung für den Kältespeicher unerwünscht lange
Ladezeiten und kurze Kühlphasen.
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In der
DE 101 24 757 A1 ist weiterhin
erwähnt,
dass in der
JP-A-H1-153321 ein
Kältespeicher
vorgeschlagen ist, der in einem Luftdurchlass zwischen einem Kühlwärmetauscher
und einem Heizwärmetauscher
zu liegen kommt. Weiterhin ist in diesem Zusammenhang angegeben,
dass ein Kältemittelrohr
des Kältemittelkreislaufs
in dem Kältespeicher
angeordnet ist, so dass der Kältespeicher
durch die Kälte
des Kältemittelrohrs
gekühlt
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
schnelles und effektives Laden des Kurzzeitkältespeichers mit einem guten
Wirkungsgrad zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß einem ersten Grundgedanken
der Erfindung baut das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem auf
dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass in dem Kurzzeitkältespeicher Kältemittel
verdampft wird, um den Kurzzeitkältespeicher
zu laden. Durch diese Lösung
ist ein über das
Kältemittel
gesteuertes schnelles Laden des Kurzzeitkältespeichers mit einem hohen
Wirkungsgrad möglich,
wobei hohe Energiedichten erzielt werden können.
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Bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
kann vorgesehen sein, dass dem Verdampfer und dem Kurzzeitkältespeicher
ein gemeinsames Expansionsorgan zugeordnet ist. Je nach Ausführungsform
kann das gemeinsam genutzte Expansionsorgan beispielsweise durch
Ventileinrichtungen dem Verdampfer und/oder dem Kurzzeitkältespeicher
zugeordnet werden.
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Alternativ kann bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
vorgesehen sein, dass dem Verdampfer und dem Kurzzeitkältespeicher
separate Expansionsorgane zugeordnet sind. Diese Lösung ist
besonders vorteilhaft, wenn der Verdampfer und der Kurzzeitkältespeicher
räumlich
beabstandet voneinander angeordnet sind. Beispielsweise ist es denkbar,
dem hinteren Bereich eines Fahrzeuginnenraums einen separaten Kurzzeitkältespeicher
zuzuordnen.
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Bei bestimmten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Verdampfer und der Kurzeitkältespeicher
in Form einer Serienschaltung angeordnet sind.
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Dabei kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
vorgesehen sein, dass der Kurzzeitkältespeicher bezogen auf die
Kältemittelströmung strömungsaufwärts von
dem Verdampfer angeordnet ist. Diese Lösung ermöglicht es in vielen Fällen, dass beispielsweise
Wasser als Speichermedium für
den Kurzzeitkältespeicher
verwendet werden kann, was aufgrund der niedrigen Phasenumwandlungstemperatur
und -enthalpie von Wasser vorteilhaft sein kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
kommen ebenfalls Lösungen
in Betracht, bei denen vorgesehen ist, dass der Verdampfer und der
Kurzzeitkältespeicher
in Form einer Parallelschaltung angeordnet sind. Ohne darauf beschränkt zu sein
kann diese Lösung
insbesondere in Kombination mit zwei separaten Expansionsorganen und
Fällen
vorgesehen werden, in denen der Kurzzeitkältespeicher räumlich beabstandet
vom Verdampfer angeordnet ist.
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Bei bestimmten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
wird es als vorteilhaft erachtet, dass ein Ventil vorgesehen ist,
mit dem der Kältemittelstrom
durch den Kurzzeitkältespeicher
variiert werden kann. Bei dem Ventil kann es sich beispielsweise
um ein 2/2-Magnetventil handeln. Obwohl es in vielen Fällen ausreichend
ist, die Kältemittelzufuhr
zum Kurzzeitkältespeicher
ein- oder auszuschalten, kommen auch Ausführungsformen in Betracht, bei
denen die Kältemittelströmung hinsichtlich
der Durchflussmenge und/oder -Geschwindigkeit variiert wird.
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Allgemein wird es bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
als vorteilhaft erachtet, dass der Kurzzeit kältespeicher ein Speichermedium mit
niedrigem Gefrierpunkt und hoher Energiedichte verwendet.
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In diesem Zusammenhang kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass der Kurzzeitkältespeicher als Speichermedium
Wasser verwendet.
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Zusätzlich oder alternativ kann
vorgesehen sein, dass der Kurzzeitkältespeicher als Speichermedium
Salze und/oder Paraffine verwendet.
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Weiterhin wird es als vorteilhaft
erachtet, wenn bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem vorgesehen
ist, dass der Verdampfer und/oder der Kurzzeitkältespeicher als Kühlluftwärmetauscher
betreibbar sind. Zu diesem Zweck kann der Verdampfer und/oder der
Kurzzeitkältespeicher beispielsweise
eine lamellenartige Struktur aufweisen.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
ist vorgesehen, dass der Verdampfer und der Kurzzeitkältespeicher
bezogen auf die Strömungsrichtung
von zu kühlender
Luft hintereinander angeordnet sind. Dabei kommen sowohl Ausführungsformen
in Betracht, bei denen der Kurzzeitkältespeicher bezogen auf die Luftströmungsrichtung
vor dem Verdampfer angeordnet ist, als auch Ausführungsformen, bei denen der Kurzzeitkältespeicher
bezogen auf die Luftströmung hinter
dem Verdampfer angeordnet ist.
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Das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem kann
in vorteilhafter Weiser dadurch weitergebildet sein, dass eine Klappeneinrichtung
vorgesehen ist, die eine erste Arbeitsstellung aufweist, in der
zu kühlende
Luft ausschließlich durch
den Verdampfer strömt,
und die eine zweite Arbeitsstellung aufweist, in der zu kühlende Luft
sowohl durch den Verdampfer als auch durch den Kurzzeitkältespeicher
strömt.
Die erste Arbeitsstellung kann dabei insbesondere zum Laden des
Kurzzeitkältespeichers
vorgesehen sein. Die zweite Arbeitsstellung ermöglicht zwei Betriebsweisen.
In der ersten Betriebsweise wird der Kurzzeitkältespeicher entladen, obwohl
der Verdichter durch den Antriebsmotor des. Kraftfahrzeugs angetrieben
wird. Dadurch kann kurzfristig eine besonders hohe Kälteleistung
zur Verfügung
gestellt werden. In der zweiten Betriebsweise, die insbesondere
dem Stop-And-Go-Betrieb zugeordnet ist, wird der Kurzzeitkältespeicher
entladen während
der Verdichter abgeschaltet ist. Bei dieser Betriebsweise wird die durch
den Verdampfer nicht ausreichend abgekühlte Luft durch den Kurzzeitkältespeicher
auf eine ausreichend niedrige Temperatur gebracht.
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Bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
kann es vorteilhaft sein, dass zumindest der Verdampfer und der
Kurzzeitkältespeicher
in einem gemeinsamen Gehäuse
angeordnet sind. Gegebenfalls können
selbstverständlich
auch weitere Komponenten des Kompressionskältekreislaufs und/oder der
zugehörigen
Steuer- beziehungsweise Regelungseinrichtung in dem gemeinsamen
Gehäuse
untergebracht werden.
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Alternativ kann vorgesehen sein,
dass der Kurzzeitkältespeicher
außerhalb
von einem Klimagerätgehäuse angeordnet
ist. Diese Lösung
kommt insbesondere in Betracht, wenn der Kurzzeitkältespeicher
räumlich
beabstandet vom Klimagerätgehäuse angeordnet
werden soll. Dabei kann für
den Kurz zeitkältespeicher
gegebenenfalls ein separates Gehäuse
vorgesehen werden.
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Bei vielen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
ist es vorteilhaft, dass dem Verdampfer und dem Kurzzeitkältespeicher
ein gemeinsames Gebläse
zugeordnet ist. Diese Lösung
kommt insbesondere in Betracht, wenn der Verdampfer und der Kurzeitkältespeicher bezogen
auf die Luftströmung
hintereinander angeordnet sind und beide Komponenten als Kühlluftwärmetauscher
betrieben werden.
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Alternativ kann vorgesehen sein,
dass dem Kurzzeitkältespeicher
ein separates Gebläse
zugeordnet ist. Diese Ausführungsform
bietet sich insbesondere an, wenn der Kurzzeitkältespeicher räumlich beabstandet
vom Verdampfer vorgesehen ist.
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Gemäß einem zweiten Grundgedanken
der Erfindung baut das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem auf
dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass der Verdampfer und der Kurzeitkältespeicher
in Form einer Serienschaltung angeordnet sind, wobei der Kurzzeitkältespeicher
bezogen auf die Kältemittelströmung strömungsabwärts unmittelbar
benachbart zum Verdampfer angeordnet ist. Diese Ausführungsform
ermöglicht
insbesondere eine effektive Nutzung der Restkälte im Kältemittel nach der Verdampfung.
Die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
erläuterten Ausgestaltungen
und Weiterbildungen können
zum großen
Teil auch bei der zweiten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems vorgesehen
werden, so dass auch diese Merkmalskombinationen hiermit offenbart
werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kühlen des
Innenraums eines Kraftfahrzeugs, dessen Antriebsmotor beispielsweise
beim kurzfristigen Stillstand des Kraftfahrzeugs zur Energieeinsparung
abgestellt wird, umfasst die folgenden Schritte:
- a)
Laden eines Kurzzeitkältespeichers
bei laufendem Antriebsmotor durch Verdampfen von Kältemittel
in dem Kurzzeitkältespeicher
unter Verwendung eines von dem Antriebsmotor angetriebenen Verdichters,
und
- b) zumindest teilweises Entladen des Kurzzeitkältespeichers
zum Kühlen
des Innenraums, wenn der Antriebsmotor aufgrund eines kurzfristigen Stillstandes
des Kraftfahrzeuges abgeschaltet ist.
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Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
erläuterten
Vorteile in ähnlicher
oder gleicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf
die entsprechenden Ausführungen
verwiesen wird.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, dass der Kurzzeitkältespeicher
beim Schritt b) als Kühlluftwärmetauscher
betrieben wird. Auch diesbezüglich
wird auf die entsprechenden Ausführungen
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem verwiesen.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1a eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem;
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1b eine
erste mögliche
Anordnung von Gebläse,
Verdampfer und Kurzzeitkältespeicher
für die
erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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1c eine
zweite mögliche
Anordnung von Gebläse,
Verdampfer und Kurzzeitkältespeicher
für die
erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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2a eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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2b eine
erste mögliche
Anordnung von Gebläse,
Verdampfer und Kurzzeitkältespeicher
für die
zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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2c eine
zweite mögliche
Anordnung von Gebläse,
Verdampfer und Kurzzeitkältespeicher
für die
zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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3a eine
schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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3b eine
mögliche
Anordnung von Gebläse,
Verdampfer und Kurzzeitkältespeicher
für die
dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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4a eine
schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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4b eine
mögliche
Anordnung von Gebläse,
Verdampfer und Kurzzeitkältespeicher
für die vierte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems;
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5 das
Zusammenwirken von Gebläse, Verdampfer
und Kurzzeitkältespeicher
mit einer Klappeneinrichtung.
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1a zeigt
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem.
Der dargestellte Kompressionskältekreislauf
umfasst einen vom Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetriebenen
Verdichter 14, dem bezogen auf die Strömungsrichtung des Kältemittels
ein Kondensator 16 nachgeschaltet ist. Aus dem Kondensator 16 austretendes
Kältemittel
wird einem ersten Expansionsorgan zugeführt, das einer Reihenschaltung
aus einem Kurzzeitkältespeicher 12 und
einem Verdampfer 10 vorgeschaltet ist. In dem Kurzzeitkältespeicher 12 erfolgt
somit beim Betrieb des Verdichters 14 eine Kälte mittelverdampfung,
wodurch der Kurzzeitkältespeicher 12 geladen
wird.
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1b zeigt
eine erste mögliche
Anordnung von Gebläse 24,
Verdampfer 10 und Kurzzeitkältespeicher 12 für die erste
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Bei dieser ersten Möglichkeit
wird das Kältemittel
dem Kurzzeitkältespeicher 12 über das
erste Expansionsorgan 18 zugeführt und anschließend zum
Verdampfer 10 weitergeleitet. Der Kurzzeitkältespeicher 12 ist
dabei bezogen auf die durch den Pfeil kenntlich gemachte Richtung
der durch das Gebläse 24 erzeugten
Luftströmung
hinter dem Verdampfer 10 angeordnet.
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1c zeigt
eine zweite mögliche
Anordnung von Gebläse 24,
Verdampfer 10 und Kurzzeitkältespeicher 12 für die erste
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Auch bei dieser zweiten Möglichkeit
wird das Kältemittel dem
Kurzzeitkältespeicher 12 über das
erste Expansionsorgan 18 zugeführt und anschließend zum
Verdampfer 10 weitergeleitet. Bei dieser zweiten Möglichkeit
ist der Kurzzeitkältespeicher 12 bezogen
auf die durch den Pfeil kenntlich gemachte Richtung der durch das
Gebläse 24 erzeugten
Luftströmung
vor dem Verdampfer 10 angeordnet.
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2a zeigt
eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Der dargestellte Kompressionskältekreislauf
umfasst einen von dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben
Verdichter 14, dem bezogen auf die Kältemittelströmungsrichtung
ein Kondensator 16 nachgeschaltet ist. Aus dem Kondensator 16 austretendes
Kältemittel
wird über
ein zweites Expansionsorgan 20 einer Parallelschaltung
aus ei nem Verdampfer 10 und einem Kurzzeitkältespeicher 12 zugeführt. Vor
dem Kurzzeitkältespeicher 12 ist
ein Ventil 22 vorgesehen, mit dem der Kältemittelstrom durch den Kurzzeitkältespeicher 12 variiert
werden kann. Bei geöffnetem
Ventil 22 erfolgt in dem Kurzzeitkältespeicher 12 eine
Kältemittelverdampfung,
wodurch der Kurzzeitkältemittelspeicher 12 geladen
wird. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann gegebenenfalls zusätzlich oder
alternativ ein Ventil vor dem Verdampfer 10 vorgesehen sein,
so dass beispielsweise ein ausschließliches Laden des Kurzzeitkältespeichers 12 möglich ist.
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2b zeigt
eine erste mögliche
Anordnung von Gebläse 24,
Verdampfer 10 und Kurzzeitkältespeicher 12 für die zweite
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Bei geöffnetem
Ventil 22 wird dem Verdampfer 10 und dem Kurzzeitkältespeicher 12 über das
zweite Expansionsorgan 20 parallel Kältemittel zugeführt. Dabei
ist der Kurzzeitkältespeicher 12 bezogen
auf die durch den Pfeil kenntlich gemachte Richtung des durch das Gebläse 24 erzeugten
Luftstroms hinter dem Verdampfer 10 angeordnet.
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2c zeigt
eine zweite mögliche
Anordnung von Gebläse 24,
Verdampfer 10 und Kurzzeitkältespeicher 12 für die zweite
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Bei geöffnetem
Ventil 22 wird dem Verdampfer 10 und dem Kurzzeitkältespeicher 12 über das
zweite Expansionsorgan 20 parallel Kältemittel zugeführt. Dabei
ist der Kurzzeitkältespeicher 12 bezogen
auf die durch den Pfeil kenntlich gemachte Richtung des durch das Gebläse 24 erzeugten
Luftstroms vor dem Verdampfer 10 angeordnet.
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3a zeigt
eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Der dargestellte Kompressionskältekreislauf
umfasst einen von dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetriebenen
Verdichter, dem bezogen auf die Kältemittelströmungsrichtung
ein Kondensator 16 nachgeschaltet ist. Aus dem Kondensator 16 austretendes
Kältemittel
wird einer Parallelschaltung aus einem Verdampfer 10 und
einem Kurzzeitkältespeicher 12 zugeführt. Dabei ist
dem Kurzzeitkältespeicher 12 ein
erstes Expansionsorgan 18 zugeordnet, während dem Verdampfer 10 ein
zweites Expansionsorgan 20 zugeordnet ist. Weiterhin ist
ein Ventil 22 vorgesehen, mit dem die Kältemittelströmung durch
den Kurzzeitkältespeicher 12 variiert
werden kann. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann gegebenenfalls
auch vor dem zweiten Expansionsorgan 20 ein Ventil vorgesehen
sein, um die Kältemittelströmung durch
den Verdampfer 10 zu variieren. Die in 3a dargestellte dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
ist besonders vorteilhaft, wenn der Kurzzeitkältespeicher 12 räumlich beabstandet
vom Verdampfer 10 angeordnet ist, um beispielsweise dem
hinteren Bereich eines Fahrzeuginnenraums zugeordnet zu werden.
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3b zeigt
eine mögliche
Anordnung von Gebläse 24,
Verdampfer 10 und Kurzzeitkältespeicher 12 für die dritte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Bei geöffnetem
Ventil 22 wird dem Kurzzeitkältespeicher 12 über das
erste Expansionsorgan 18 Kältemittel zugeführt, während dem
Verdampfer 10 gleichzeitig über das zweite Expansionsorgan 20 Kältemittel
zugeführt wird.
Dabei ist der Kurzzeitkältespeicher 12 bezogen auf
die durch den Pfeil kenntlich gemachte Richtung des durch das Geblä se 24 erzeugten
Luftstroms hinter dem Verdampfer 10 angeordnet. Diese Lösung kommt
insbesondere in Betracht, wenn der Kurzzeitkältespeicher 12 räumlich benachbart
zum Verdampfer 10 angeordnet ist. In anderen Fällen, das
heißt
bei einer räumlichen
Beabstandung des Kurzzeitkältespeichers 12 vom
Verdampfer 10, kann dem Kurzzeitkältespeicher 12 gegebenenfalls
ein nicht dargestelltes separates Gebläse zugeordnet werden.
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Bei den anhand der 1 bis 3 erläuterten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
erfolgt in dem Kurzzeitkältespeicher 12 jeweils
eine Kältemittelverdampfung,
um den Kurzzeitkältespeicher 12 zu
laden. Da auf diese Weise im Kurzzeitkältespeicher 12 sehr
niedrige Temperaturen erzeugt werden können, ist es möglich, Speichermedien
mit einer niedrigen Phasenumwandlungstemperatur einzusetzen, beispielsweise
Wasser, was als besonders vorteilhaft erachtet wird.
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4a zeigt
eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Der dargestellte Kompressionskältekreislauf
umfasste einen vom Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetriebenen
Verdichter 14, dem bezogen auf die Kältemittelströmungsrichtung
ein Kondensator 16 nachgeschaltet ist. Aus dem Kondensator 16 austretendes
Kältemittel
wird einem Verdampfer 10 über ein zweites Expansionsorgan 20 zugeführt. Aus
dem Verdampfer 10 austretendes Kältemittel wird anschließend einem Kurzzeitkältespeicher 12 zugeführt. Somit
handelt es sich um eine Reihenschaltung des Verdampfers 10 und
des Kurzzeitkältespeichers 12.
Diese Lösung eignet
sich insbesondere, um die Restkälte
im Kältemittel
nach dem Verdampfungsprozess effektiv zu nutzen. Zu diesem Zweck
ist der Kurzzeitkältespeicher 12 unmittelbar
benachbart zum Verdampfer 10 angeordnet.
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4b zeigt
eine mögliche
Anordnung von Gebläse 24,
Verdampfer 10 und Kurzzeitkältespeicher 12 für die vierte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems.
Dabei wird Kältemittel über das
zweite Expansionsorgan 20 zunächst dem Verdampfer 10 und
anschließend
dem Kurzzeitkältespeicher 12 zugeführt. Dabei
ist der Kurzzeitkältespeicher 12 bezogen
auf die durch den Pfeil kenntlich gemachte Richtung des durch das
Gebläse 24 erzeugten
Luftstroms hinter dem Verdampfer 10 angeordnet.
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5 zeigt
das Zusammenwirken von Gebläse 24,
Verdampfer 10 und Kurzzeitkältespeicher 12 mit
einer Klappeneinrichtung. Dabei ist ein Luftkanal 26 vorgesehen,
in dem der Verdampfer 10 angeordnet ist. Der Luftkanal 26 ist
durch eine Trenneinrichtung 28 in einen oberen und einen
unteren Bereich unterteilt, wobei in dem unteren Bereich der Kurzzeitkältespeicher 12 angeordnet
ist. Ein Gebläse 24 erzeugt
einen Luftstrom in der durch den Pfeil veranschaulichten Richtung.
Die Klappeneinrichtung umfasst eine um eine Achse 30 schwenkbare
Klappe 32 die in eine erste und in eine zweite Arbeitsstellung gebracht
werden kann. In der dargestellten ersten Arbeitsstellung ist die
Klappe 32 bezogen auf die Darstellung von 5 nach unten geklappt, so dass die zu
kühlende
Luft ausschließlich
durch den Verdampfer 10 strömt. Die erste Arbeitsstellung
kann dabei insbesondere zum Laden des Kurzzeitkältespeichers 12 vorgesehen
werden. In der nicht dargestellten zweiten Arbeitsstellung befindet
sich die Klappe 32 bezogen auf die Darstellung von 5 in ihrer nach oben geklappten
Stellung, so dass die zu kühlende Luft
sowohl durch den Verdampfer 10 als auch durch den Kurzzeitkältespeicher 12 strömt. Die
zweite Arbeitsstellung ist insbesondere dazu vorgesehen, beim kurzfristigen
Stillstand des Kraftfahrzeugs und abgestelltem Antriebsmotor eine
ausreichende Kühlung
des Fahrzeuginnenraums zu ermöglichen.
Es ist jedoch ebenfalls möglich,
dass die zweite Arbeitsstellung auch bei laufendem Verdichter (in 5 nicht dargestellt) eingenommen
wird, um kurzfristig eine besonders hohe Kälteleistung zu erzeugen.
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Die in der vorstehenden Beschreibung,
in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der
Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung wesentlich sein.
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- 10
- Verdampfer
- 12
- Kurzzeitkältespeicher
- 14
- Verdichter
- 16
- Kondensator
- 18
- Erstes
Expansionsorgan
- 20
- Zweites
Expansionsorgan
- 22
- Ventil
- 24
- Gebläse
- 26
- Luftkanal
- 28
- Trenneinrichtung
- 30
- Achse
- 32
- Schwenkbare
Klappe