DE10230440A1 - Air conditioning system for road vehicle has evaporator and compressor and incorporates cooling circuit connected to computerized control - Google Patents

Air conditioning system for road vehicle has evaporator and compressor and incorporates cooling circuit connected to computerized control Download PDF

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Abstract

The air conditioning system (1) is fitted in a road vehicle. It has an air inlet (11) with a fan (14), an evaporator (2) and a compressor (3) forming part of a cooling circuit (5) connected to a control computer (4). A temperature sensor is attached to the evaporator and there is a heat exchanger (15) downstream of the evaporator, followed by an air mixing chamber (16) and air outlets (12). The system is designed to heat the evaporator after the vehicle has been parked.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrzeuge nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruch 1.The invention relates to an air conditioner for vehicles according to the features of the preamble of claim 1.

Bei Klimaanlagen in Fahrzeugen stellt sich in der Praxis oftmals das Problem der Verkeimung und daraus resultierend eine Geruchsbelästigung bis hin zu einer Gesundheitsgefährdung. Um dem vorzubeugen ist es z. B. aus der DE 199 36 455 A1 bekannt, Teile einer Klimaanlage mit Ozon zu versetzen und dadurch Keime abzutöten. Ozon ist jedoch ein Reizgas und darf nicht in die klimatisierten Innenräume gelangen, um eine zusätzliche Belastung für die Menschen zu vermeiden.In air conditioning systems in vehicles, in practice often poses the problem of microbial contamination and the resulting odor nuisance up to a health hazard. To prevent this, it is z. B. from the DE 199 36 455 A1 known to put parts of an air conditioner with ozone and thereby kill germs. However, ozone is a source of irritant gas and must not end up in the air-conditioned interiors to avoid putting extra strain on people.

Aus der DE 196 06 412 A1 ist es bekannt, bei Klimaanlagen im Fahrzeug die Luft für einen gewissen Zeitabschnitt nicht dem Innenraum zuzuführen, sondern nach außen abzuführen. Dadurch wird ein Teil der Keime in die Umgebungsluft abgegeben und gelangt nicht in den Fahrzeuginnenraum.From the DE 196 06 412 A1 It is known that in air conditioning systems in the vehicle, the air for a certain period of time does not supply the interior, but dissipate to the outside. As a result, part of the germs is released into the ambient air and does not get into the vehicle interior.

Die DE 35 14 781 zeigt eine Klimaanlage mit von Kühlen auf Heizen umschaltbarem Klimakreislauf. So kann die Klimaanlage als Wärmepumpe betrieben und zum effektiven Heizen des Innenraumes verwendet werden.The DE 35 14 781 shows an air conditioner with switchable from cooling to heating climate cycle. Thus, the air conditioner can be operated as a heat pump and used for effective heating of the interior.

Ein im Hinblick auf Verkeimung kritisches Bauteil der Klimaanlage ist der Verdampfer. Beim Betrieb der Klimaanlage wird dieser infolge sich abscheidender Luftfeuchtigkeit nass und weist gute Entwicklungsbedingungen für mikrobielle Belastungen, wie z. B. Keime oder Sporen auf.A critical component in terms of microbial contamination the air conditioner is the evaporator. When operating the air conditioning This gets wet as a result of precipitating humidity and points good development conditions for microbial loads, such. B. germs or spores.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage zu schaffen, die konstruktiv einfach aufgebaut ist und eine geringe mikrobielle Belastung für die zu klimatisierenden Räume aufweist.The invention is based on the object To create air conditioning, which is structurally simple and has a low microbial load on the rooms to be air conditioned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Klimaanlage nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a Air conditioning solved according to the features of claim 1.

Die Klimaanlage weist eine Steuervorrichtung auf, die den Kältemittelkreislauf umschaltet. So wird der Verdampfer in einem ersten Schaltzustand gekühlt um wie bei einer herkömmlichen Klimaanlage die durch den Verdampfer strömende Luft zu kühlen. In einem zweiten Schaltzustand wird der Verdampfer geheizt, so dass Mikroben und/oder Sporen und/oder Keime durch erhitzen abgetötet werden. Durch Wahl eines entsprechenden Kältemittels, wie z. B. CO2 oder R134 kann der Kältemittelkreislauf durch umdrehen der Förderrichtung des Kältemittels umgeschaltet werden, so dass die Klimaanlage im ersten Schaltzustand als Kälteanlage und im zweiten Schaltzustand als Wärmepumpe arbeitet, wobei der Verdampfer erhitzt wird.The air conditioner has a control device on that the refrigerant circuit switches. Thus, the evaporator is cooled in a first switching state as in a conventional Air conditioning to cool the air flowing through the evaporator air. In a second switching state, the evaporator is heated, so that Microbes and / or spores and / or germs are killed by heating. By choosing a suitable refrigerant such. B. CO2 or R134 can be the refrigerant circuit by turning the conveying direction of the refrigerant be switched so that the air conditioner in the first switching state as a refrigeration system and in the second switching state operates as a heat pump, wherein the evaporator is heated.

In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Förderrichtung des Kompressors umschaltbar ist, so dass durch ansteuern des Kompressors der Kältemittelkreislauf umgeschaltet werden kann. Es ist auch möglich über entsprechende Leitungsführung und Ventile den Kältemittelkreislauf umzuschalten ohne die Förderrichtung des Kompressors zu ändern.In one embodiment, it may be provided that the conveying direction of the compressor is switchable, so that by controlling the compressor of the Refrigerant circulation can be switched. It is also possible via appropriate wiring and Valves the refrigerant circuit to switch without the conveying direction to change the compressor.

Es ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung den Kältemittelkreislauf für eine bestimmte, vorzugsweise kurze Zeitdauer umschaltet. Die Zeitdauer kann dabei voreinstellbar oder fest vorgegeben sein.It is envisaged that the control device the refrigerant circuit for one switches over a certain, preferably short period of time. The duration can be presettable or fixed.

In einer Ausführung kann der Verdampfer einen Temperatursensor aufweisen, der mit der Steuervorrichtung verbunden ist. So ist es möglich, dass der Kältemittelkreislauf von der Steuervorrichtung so lange umgeschaltet wird, bis der Verdampfer eine vorgegebene Temperatur erreicht hat. So kann ein sicheres Entkeimen des Verdampfers auch bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen gewährleistet werden.In one embodiment, the evaporator a Temperature sensor, which is connected to the control device is. So it is possible that the refrigerant circuit is switched by the control device until the evaporator has reached a predetermined temperature. This is how safe disinfection can be achieved the evaporator even at different ambient temperatures be guaranteed.

Um einen möglichst unterbrechungsfreien Betrieb der Klimaanlage in dem ersten Schaltzustand, d. h. im Kühlbetrieb zu ermöglichen ist normalerweise keine Unterbrechung des Kühlbetriebs vorgesehen. Es ist jedoch möglich, dass die Steuervorrichtung nach einer sehr langen ununterbrochenen Kühlperiode den Kältemittelkreislauf für kurze Zeit umschaltet.In order to be as interruptible as possible the air conditioner in the first switching state, d. H. in cooling mode to enable there is normally no interruption of the cooling operation. It is however possible, that the controller after a very long uninterrupted refrigeration period the refrigerant circuit for a short time Time switches.

In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung den Kühlkreislauf beim Starten des Fahrzeugs umschaltet, um Keime und/oder Sporen die sich während der Standzeit des Fahrzeugs entwickelt haben abzutöten.In an advantageous embodiment provided that the control device, the cooling circuit when starting the Vehicle switches to germs and / or spores during the Lifespan of the vehicle have evolved to kill.

Es ist auch möglich, dass die Steuervorrichtung den Kühlkreislauf beim bei dem Abstellen des Fahrzeugs umschaltet Hierbei werden zwei vorteilhafte Wirkungen erzielt. Zum ersten wird der Verdampfer entkeimt. Zum zweiten wird der Verdampfer zusätzlich auch getrocknet, so dass sich nur wenige Keime und/oder Sporen entwickeln können.It is also possible that the control device the cooling circuit when switching when the vehicle turns off this will be two achieved beneficial effects. First, the evaporator is sterilized. Second, the evaporator is additionally dried, so that only a few germs and / or spores can develop.

Üblicherweise wird der Kompressor durch den Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs angetrieben. Um ein Starten des Motors bei abgestelltem Fahrzeug zu vermeiden, kann der Kompressor zusätzlich eine elektrischen Antrieb aufweisen, der den Kompressor bei abgestelltem Verbrennungsmotor antreibt. Es ist auch möglich den Kompressor rein elektrisch anzutreiben, z. B. über einen separaten Elektromotor oder einen in den Kompressor integrierten Antrieb.Usually The compressor is powered by the internal combustion engine of a vehicle driven. To start the engine with the vehicle off To avoid this, the compressor can additionally use an electric drive have, which drives the compressor with the engine stopped. It is also possible to drive the compressor purely electrically, z. B. over a separate electric motor or one integrated into the compressor Drive.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage kann vorteilhaft bei Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeugen oder Omnibussen eingesetzt werden. Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Klimaanlage bei Fahrzeugen mit alternativen Antrieben oder Elektrofahrzeugen zu verwenden.The air conditioner according to the invention can be advantageous used in passenger cars or commercial vehicles or buses become. It is also possible, the air conditioning system according to the invention Vehicles with alternative drives or electric vehicles use.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und anhand der Zeichnungen.Other features and benefits of Invention will become apparent from the following description of the figures and from the drawings.

Dabei zeigt:Showing:

1 Eine schematische Darstellung einer Klimaanlage mit Verdampfer und umschaltbarem Kühlmittelkreislauf. 1 A schematic representation of an air conditioner with evaporator and switchable coolant circuit.

In der 1 ist eine Heiz- und/oder Klimaanlage 1 dargestellt, wie sie z. B. im Cockpitbereich eines Personenkraftwagens angeordnet ist. Die Klimaanlage 1 weist ein Klimagehäuse 13 mit einem Lufteinlass 11 auf. In dem Klimagehäuse 13 sind ein Lüfter 14, ein Verdampfer 2 sowie ein Wärmetauscher aufgenommen. Die zu konditionierende Luft strömt durch die Luftansaugöffnung 11 in das Klimagehäuse ein und wird von dem Lüfter 14 durch den Verdampfer 2 und den Wärmetauscher 15 hindurch in einen Luftmischraum 16 gefördert. Stromab an den Luftmischraum 16 anschließend angeordnet führen Luftkanäle 12 die konditionierte Luft einem Fahrzeuginnenraum zu.In the 1 is a heating and / or air conditioning 1 represented as z. B. in the cockpit area egg nes passenger car is arranged. The air conditioner 1 has an air conditioning case 13 with an air inlet 11 on. In the air conditioning case 13 are a fan 14 , an evaporator 2 and a heat exchanger was added. The air to be conditioned flows through the air intake opening 11 in the air conditioning case and is from the fan 14 through the evaporator 2 and the heat exchanger 15 through into an air mixing room 16 promoted. Downstream to the air mixing room 16 subsequently arranged lead air ducts 12 the conditioned air to a vehicle interior.

Die zu konditionierende Luft kann über den Verdampfer abgekühlt und im nachfolgenden Wärmetauscher erwärmt werden. Ein um den Wärmetauscher herum führender Bypass ermöglicht es, zumindest einen Teil der abgekühlten Luft nach dem Verdampfer direkt in den Luftmischraum 16 zu führen. Dadurch können Strömungsverluste minimiert werden. In dem Luftmischraum 16 wird die gekühlte und die erwärmte Luft auf die gewünschte Austrittstemperatur gemischt. Anschließend wird die konditio nierte Luft über Luftkanäle 12 in den Innenraum des Fahrzeugs weitergeleitet.The air to be conditioned can be cooled via the evaporator and heated in the subsequent heat exchanger. A bypass around the heat exchanger allows at least part of the cooled air downstream of the evaporator directly into the air mixing space 16 respectively. As a result, flow losses can be minimized. In the air mixing room 16 the cooled and heated air is mixed to the desired outlet temperature. Subsequently, the conditioned air is passed through air channels 12 forwarded to the interior of the vehicle.

Der Wärmetauscher 15 ist an einen Kühlwasserkreislauf eines Verbrennungsmotors angeschlossen und wird bei laufendem Motor von dessen Kühlwasser durchströmt und somit erwärmt.The heat exchanger 15 is connected to a cooling water circuit of an internal combustion engine and is flowed through by the cooling water and thus heated when the engine is running.

Der Verdampfer 2 ist an einen Kühlmittelkreislauf 5 angeschlossen. Ein Kompressor 3 treibt Kühlmittel an und fördert es durch den Verdampfer 2 hindurch. Der Kompressor 3 wird bedarfsweise über eine Kupplung mit dem Antriebsmotor des Fahrzeugs und/oder einem Elektromotor verbunden und so angetrieben.The evaporator 2 is connected to a coolant circuit 5 connected. A compressor 3 drives coolant and conveys it through the evaporator 2 therethrough. The compressor 3 is required, connected via a clutch to the drive motor of the vehicle and / or an electric motor and driven so.

Im Kühlbetrieb gelangt das flüssige Kühlmittel von der Druckseite des Kompressors 3 über ein Expansionsventil in den Verdampfer 2. Dort wird die für das Verdampfen des Kühlmittels erforderliche Wärme dem Luftstrom entzogen, der den Verdampfer 2 durchströmt. Das Kühlmittel gelangt anschließend zur Saugseite des Kompressors 3, wird von diesem verdichtet und verflüssigt sich.In cooling mode, the liquid coolant passes from the pressure side of the compressor 3 via an expansion valve in the evaporator 2 , There, the heat required for the evaporation of the coolant heat is removed from the air flow, the evaporator 2 flows through. The coolant then passes to the suction side of the compressor 3 , is condensed by this and liquefies.

Durch die sich an dem Verdampfer 2 abkühlende Luft, schlägt sich die kondensierende Luftfeuchtigkeit auf dem Verdampfer 2 nieder. Zusammen mit Staub oder sonstigen Verschmutzungen bildet sich so auf dem Verdampfer ein Nährboden für Sporen und/oder Mikroorganismen. Um die Vermehrung solcher Mikroorganismen und/oder Sporen einzudämmen, ist der Verdampfer 2 beheizbar ausgebildet.By looking at the evaporator 2 cooling air, the condensing humidity on the evaporator 2 low. Together with dust or other contamination forms on the evaporator a breeding ground for spores and / or microorganisms. To curb the proliferation of such microorganisms and / or spores, is the evaporator 2 heated formed.

Eine Steuervorrichtung 4 schält zum Heizen des Verdampfers 2 den Kühlmittelkreislauf 5 um. Dadurch wird ein Teil der durch das Verdichten des Kühlmittels entstehenden Kompressionswärme dem Verdampfer zugeführt und dieser somit erhitzt. Über einen in dem Verdampfer 2 integriert angeordneten Temperatursensor 21, wird die Temperatur des Verdampfers 2 gemessen. Der Temperatursensor 21 ist mit der Steuervorrichtung 4 verbunden, so dass diese nach erreichen einer bestimmten vorwählbaren Temperatur des Verdampfers 2 den Heizbetrieb beendet und/oder den Kühlmittelkreislauf 5 wieder auf Kühlen schaltet.A control device 4 switches to heating the evaporator 2 the coolant circuit 5 around. As a result, part of the compression heat generated by the compression of the coolant is supplied to the evaporator and thus heated. About one in the evaporator 2 integrated temperature sensor 21 , the temperature of the evaporator 2 measured. The temperature sensor 21 is with the control device 4 connected so that these reach after reaching a certain preselected temperature of the evaporator 2 the heating mode ended and / or the coolant circuit 5 switches back to cooling.

Besonders effektiv ist eine Beheizung des Verdampfers 2 nach Abstellen des Fahrzeugs. Dann ist der Verdampfer 2 in der Regel feucht und erwärmt sich normalerweise auf Umgebungstemperatur, so dass eine Vermehrung von Mikroben einsetzen kann. Durch das Beheizen des Verdampfers 2 wird zum einen der Verdampfer 2 getrocknet, so dass die für eine Vermehrung von Mikroben ideale feuchte Umgebung zerstört wird. Zum anderen werden Mikroben abgetötet, so dass sich die Zahl der möglichen Keimzellen für Mikrobenwachstum stark verringert.Particularly effective is a heating of the evaporator 2 after parking the vehicle. Then the evaporator 2 usually moist and usually warms to ambient temperature, so that microbes can multiply. By heating the evaporator 2 becomes the one the evaporator 2 dried, so that the ideal environment for an increase of microbes is destroyed. On the other hand, microbes are killed, so that the number of possible germ cells for microbial growth is greatly reduced.

Claims (6)

Klimaanlage für Fahrzeuge, vorzugsweise Personenkraftwagen, mit einem von einer Steuervorrichtung gesteuerten Kältemittelkreislauf in dem ein von einem Kältemittel gespeister Verdampfer zum Kühlen von durch den Verdampfer strömender Luft und ein Kompressor angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) zum Entkeimen des Verdampfers (2) den Kältemittelkreislauf (5) umschaltet, so dass das Kältemittel den Verdampfer (2) erhitzt.Air conditioning system for vehicles, preferably passenger cars, with a control unit controlled by a refrigerant circuit in which a refrigerant-fed evaporator for cooling air flowing through the evaporator and a compressor, characterized in that the control device ( 4 ) for sterilizing the evaporator ( 2 ) the refrigerant circuit ( 5 ) switches, so that the refrigerant the evaporator ( 2 ) heated. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) zum Entkeimen des Verdampfers (2) den Kältemittelkreislauf (5) für eine vorwählbare Zeitdauer umschaltet.Air conditioning system according to claim 1, characterized in that the control device ( 4 ) for sterilizing the evaporator ( 2 ) the refrigerant circuit ( 5 ) for a preselected period of time. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (2) einen Temperatursensor (21) aufweist und die Steuervorrichtung (4) zum Entkeimen des Verdampfers (2) den Kältemittelkreislauf (5) für eine so lange Zeitdauer umschaltet, bis der Verdampfer (2) eine vorwählbare Temperatur erreicht hat.Air conditioning system according to claim 1, characterized in that the evaporator ( 2 ) a temperature sensor ( 21 ) and the control device ( 4 ) for sterilizing the evaporator ( 2 ) the refrigerant circuit ( 5 ) for such a long period of time until the evaporator ( 2 ) has reached a preselected temperature. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) zum Entkeimen des Verdampfers (2) den Kältemittelkreislauf (5) beim Einschalten und/oder Abschalten der Klimaanlage (1) und/oder beim Starten und/oder Abstellen des Fahrzeugs umschaltet.Air conditioning system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device ( 4 ) for sterilizing the evaporator ( 2 ) the refrigerant circuit ( 5 ) when switching on and / or switching off the air conditioning ( 1 ) and / or switches when starting and / or stopping the vehicle. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (3) von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs, vorzugsweise Verbrennungsmotor und einem separaten Elektromotor antreibbar ist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the compressor ( 3 ) is driven by a drive motor of the vehicle, preferably internal combustion engine and a separate electric motor. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (3) einen elektrischen Antrieb aufweist, vorzugsweise fremdgetrieben über einen separaten Elektromotor antreibbar ist oder einen integrierten Elektromotor aufweist.Air conditioning system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the compressor ( 3 ) has an electric drive, preferably externally driven via a separate electric motor can be driven or has an integrated electric motor.
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