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Die Erfindung betrifft ein zum Standbetrieb geeignetes
Klimatisierungssystem für
den Innenraum eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Hybridfahrzeuges,
mit: einem ersten Kondensator, dem komprimiertes Kältemittel
zugeführt
werden kann, einem ersten Expansionsorgan, dem aus dem ersten Kondensator
austretendes Kältemittel
zugeführt
werden kann, einem ersten Verdampfer, der dem ersten Expansionsorgan
nachgeschaltet ist, und einem Kältespeicher,
der insbesondere dazu vorgesehen ist, im Standbetrieb des Klimatisierungssystems
entladen und dabei als ein zweiter Kondensator betrieben zu werden.
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Ein derartiges Klimatisierungssystem
ist beispielsweise in der älteren
Anmeldung
DE 102 24 754.4 der
Anmelderin offenbart.
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Allgemein tritt bei den gattungsgemäßen Klimatisierungssystemen
das Problem auf, dass diese Systeme ein unerwünscht hohes Gewicht aufweisen, was
insbesondere auf dem PKW-Sektor
problematisch ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
gattungsgemäßen Klimatisierungssysteme
derart weiterzubilden, dass sich ein geringeres Zusatzgewicht für das Kraftfahrzeug
ergibt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem baut
auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass es nur einen Kompressor aufweist,
der das Kältemittel
sowohl im Normalbetrieb als auch im Standbetrieb des Klimatisierungssystems
verdichtet. Durch diese Lösung
kann das Gesamtgewicht des Klimatisierungssystems beispielsweise
im Vergleich zu gattungsgemäßen Klimatisierungssystemen
verringert werden, bei denen für
den Normalbetrieb und den Standbetrieb jeweils unterschiedliche
Kompressoren vorgesehen sind. Ermöglicht wird die erfindungsgemäße Lösung insbesondere
durch die Verwendung des Kältespeichers
als ein zweiter Kondensator, weil dadurch die Kälteanlagenleistungszahl (COP)
erhöht
werden kann. Eine derart erhöhte
Kälteanlagenleistungszahl
führt in
vorteilhafter Weise dazu, dass im Standbetrieb nur eine geringere
Kompressorleistung erforderlich ist.
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Als besonders vorteilhaft wird es
erachtet, wenn bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem weiterhin
vorgesehen ist, dass der Kompressor elektrisch angetrieben werden
kann. Der elektrische Antrieb kann dabei sowohl in den Kompressor integriert
(elektrischer Kompressor) oder separat von dem Kompressor vorgesehen
sein (mechanischer Kompressor mit elektrischem Antrieb).
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Alternativ, bevorzugt jedoch zusätzlich,
kann vorgesehen sein, dass der Kompressor mechanisch angetrieben
werden kann. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise möglich, dass
der Kompressor sowohl mechanisch vom Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs
als auch über
einen Elektromotor angetrieben werden kann.
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Als besonders vorteilhaft wird es
in diesem Zusammenhang erachtet, wenn vorgesehen ist, dass der Kompressor
ein Hybridkompressor ist, der sowohl elektrisch als auch mechanisch
angetrieben werden kann. Hybridkompressoren weisen einen in den
Kompressor integrierten elektrischen Antriebsmotor auf, können jedoch
ebenso von außen
mechanisch angetrieben werden, beispielsweise durch den Antriebsmotor
des Kraftfahrzeuges. Hybridkompressoren sind insbesondere hinsichtlich
des erwünschten
niedrigen Gewichts vorteilhaft, beispielsweise weil nur ein gemeinsames
Gehäuse
erforderlich ist.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
ist vorgesehen, dass der Kältespeicher
beim Entladen zusätzlich
zu dem ersten Kondensator als der zweite Kondensator betrieben wird.
Durch den gleichzeitigen Einsatz von zwei Kondensatoren kann die
Temperatur des dem Verdampfer zugeführten Kältemittels besonders weit gesenkt
werden, so dass sich insgesamt eine hohe Kälteanlagenleistungszahl ergibt.
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In diesem Zusammenhang kommen Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in Betracht, bei denen vorgesehen ist, dass der Kältespeicher
beim Entladen bezogen auf die Kältemittelströmung parallel
zu dem ersten Kondensator angeordnet ist. Bei dieser Lösung wird
das aus dem ersten Kondensator austretende Kältemittel und das aus dem als
zweiter Kondensator arbeitenden Kältespeicher austretende Kältemittel
vorzugsweise wieder zusammengeführt,
bevor es dem Verdampfer zugeführt
wird.
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Alternativ kommen Ausführungsformen
in Betracht, bei denen vorgesehen ist, dass der Kältespeicher
beim Entladen bezogen auf die Kältemittelströmung in
Reihe mit dem ersten Kondensator angeordnet ist. Bei dieser Lösung wird
das aus dem ersten Kondensator austretende Kältemittel dem Verdampfer vorzugsweise über den
als zweiten Kondensator betriebenen Kältespeicher zugeführt, das
heißt der
Kältespeicher
ist dem ersten Kondensator vorzugsweise nachgeschaltet, obwohl dies
nicht zwingend erforderlich ist.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
ist weiterhin vorgesehen, dass ein zweites Expansionsorgan vorgesehen
ist, mit dem der Kältespeicher
zum Beladen als ein zweiter Verdampfer betrieben werden kann. Durch
eine geeignete Auslegung des Gesamtsystems können dabei in vielen Fälle Kältespeicher eingesetzt
werden, die nur einen Einlass und nur einen Auslass aufweisen, wodurch
ein verhältnismäßig einfacher
Aufbau des Kältespeichers
möglich
wird. Je nach Ausführungsform
beziehungsweise Betriebszustand kann der Kältespeicher gleichzeitig mit dem
ersten Verdampfer oder alleine als der zweite Verdampfer betrieben
werden, wobei bei einem gleichzeitigen Betrieb prinzipiell sowohl
Serien- als auch Parallelschaltungen in Betracht kommen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des
erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
sieht vor, dass eine mit einem ersten Ventil ausgestattete erste Bypassleitung
vorgesehen ist, mit der das zweite Expansionsorgan umgangen werden
kann. Dadurch wird es insbesondere möglich, einen Kältespeicher, der
nur einen Einlass und nur einen Auslass aufweist, sowohl als Kondensator
als auch als Verdampfer zur betreiben.
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Zusätzlich oder alternativ kann
vorgesehen sein, dass eine mit einem zweiten Ventil ausgestattete
zweite Bypassleitung vorgesehen ist, mit der das zweite Expansionsorgan
und der Kältespeicher
umgangen werden können.
Diese Lösung
ermöglicht
es beispielsweise, das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem im
Klimaanlagenbetrieb unabhängig von
dem Kältespeicher
zu betreiben, beispielsweise wenn dieser bereits vollständig geladen
ist.
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Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
vorgesehen sein, dass eine mit einem dritten Ventil ausgestattete
dritte Bypassleitung vorgesehen ist, mit der das erste Expansionsorgan
und der erste Verdampfer umgangen werden können. Auf diese Weise kann
der Kältespeicher
beispielsweise unabhängig
davon beladen werden, ob der erste Verdampfer aktiv ist, das heißt unabhängig davon,
ob der Innenraum des Kraftfahrzeugs während der Beladung des Kältespeichers
klimatisiert wird.
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Ein Grundgedanke der Erfindung besteht
darin, das Gesamtgewicht von zum Standbetrieb geeigneten Klimatisierungssystemen
zu verringern, indem die Kälteanlagenleistungszahl
durch den Einsatz eines Kältespeichers
erhöht
und nur ein Kompressor sowohl für
den Normal- als auch für
den Standbetrieb verwendet wird.
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Die Erfindung wird nun unter Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der während der Fahrt gekühlt wird;
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2 das
Klimatisierungssystem gemäß 1 in einer Betriebsweise,
bei der der Kältespeicher
während
der Fahrt geladen wird;
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3 das
Klimatisierungssystem gemäß 1 in einer Betriebsweise,
bei der im Standbetrieb gekühlt
wird;
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4 eine
zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der der Kältespeicher während der
Fahrt geladen und gleichzeitig gekühlt wird;
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5 das
Klimatisierungssystem gemäß 4 in einer Betriebsweise,
bei der der Kältespeicher
während
der Fahrt geladen wird;
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6 das
Klimatisierungssystem gemäß 4 in einer Betriebsweise,
bei der im Standbetrieb gekühlt
wird;
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7 eine
dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der der Kältespeicher während der Fahrt
geladen wird;
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8 das
Klimatisierungssystem gemäß 7 in einer Betriebsweise,
bei der im Stand gekühlt
wird;
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9 eine
vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der der Kältespeicher geladen wird; und
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10 das
Klimatisierungssystem gemäß 9 in einer Betriebsweise,
bei der im Standbetrieb gekühlt
wird.
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In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche
Komponenten durchgehend mit gleichen Bezugszeichen versehen. Geöffnete Ventile,
durch die Kältemittel
strömen
kann, sind hell dargestellt, während
geschlossene Ventile dunkel dargestellt sind.
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In den 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
dargestellt. Diese erste Ausführungsform umfasst
einen ersten Kondensator 10, dem ein erstes Gebläse 50 zugeordnet
ist, und einen ersten Verdampfer 14, dem ein erstes Expansionsorgan 12 und ein
zweites Gebläse 52 zugeordnet
ist. Weiterhin ist ein Kältespeicher 16 sowie
ein zweites Expansionsorgan 20 vorgesehen. Eine erste Bypassleitung 24 weist
ein erstes Ventil 22 auf, wobei die erste Bypassleitung 24 im
geöffneten
Zustand des ersten Ventils 22 dazu vorgesehen ist, das
zweite Expansionsorgan 20 zu umgehen. Eine zweite Bypassleitung 28 weist ein
zweites Ventil 26 auf, wobei die zweite Bypassleitung 28 im
geöffneten
Zustand des zweiten Ventils 26 dazu vorgesehen ist, das
zweite Expansionsorgan 20 und den Kältespeicher 16 zu
umgehen. Weiterhin ist eine dritte Bypassleitung 32 vorgesehen,
die ein drittes Ventil 30 aufweist. Die dritte Bypassleitung 32 ist bei
geöffnetem
Ventil 30 dazu vorgesehen, das erste Expansionsorgan 12 und
den ersten Verdampfer 14 zu umgehen. Das in den 1 bis 3 dargestellte Klimatisierungssystem
weist nur einen Kompressor 18 auf, bei dem es sich insbesondere
um einen Hybridkompressor handeln kann, der sowohl elektrisch als auch
mechanisch angetrieben werden kann.
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1 zeigt
die erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der während der Fahrt gekühlt wird
(Klimaanlagenbetrieb). Diese Betriebsweise wird erreicht, indem
das erste Ventil 22 geschlossen, das zweite Ventil 26 geöffnet und
das dritte Ventil 30 geschlossen wird. Bei dieser Stellung
der Ventile 22, 26, 30 strömt das Kältemittel
ausgehend von dem Kompressor 18 durch den ersten Kondensator 10, den
Sammler/Trockner 34, die zweite Bypassleitung 28,
das erste Expansionsorgan 12 und den ersten Verdampfer 14,
so dass sich ein herkömmlicher
Kompressionskältekreis
ergibt. Während
der Fahrt wird der Kompressor 18 vorzugsweise mechanisch über den
Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben.
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2 zeigt
die erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der der Kältespeicher 16 während der
Fahrt geladen wird. Diese Betriebsweise wird erreicht, indem das
erste Ventil 22 geschlossen, das zweite Ventil 26 geschlossen
und das dritte Ventil 30 geöffnet wird. Bei dieser Stellung
der Ventile 22, 26, 30 strömt das Kältemittel
ausgehend von dem Kompressor 18 durch den ersten Kondensator 10,
den Sammler/Trockner 34, das zweite Expansionsorgan 20,
den Kältespeicher 16 und
durch die dritte Bypassleitung 32 zurück zum Kompressor 18.
Es ist zu erkennen, dass der Kältespeicher 16 zum
Beladen als ein zweiter Verdampfer betrieben wird. Bei der in 2 dargestellten Betriebsweise
des Klimatisierungssystems wird der Kältespeicher 16 geladen, ohne
dass der Innenraum des Kraftfahrzeugs gekühlt wird. Sollte während des
Ladens des Kältespeichers 16 eine
Kühlung
des Innenraums des Kraftfahrzeugs erwünscht sein, so kann das dritte
Ventil 30 ganz oder teilweise geschlossen werden. Zum Beladen des
Kältespeichers 16 wird
der Kompressor 18 vorzugsweise mechanisch über den
Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben.
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3 zeigt
die erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der im Standbetrieb gekühlt wird. Diese
Betriebsweise wird erreicht, indem das erste Ventil 22 geöffnet, das
zweite Ventil 26 geschlossen und das dritte Ventil 30 geschlossen
wird. Bei dieser Stellung der Ventile 22, 26, 30 strömt das Kältemittel ausgehend
vom Kompressor 18 durch den ersten Kondensator 10,
den Sammler/Trockner 34, die erste Bypassleitung 24, den
als ein zweiter Kondensator betriebenen Kältespeicher 16, das
erste Expansionsorgan 12 und den ersten Verdampfer 14.
Bei dieser Betriebsweise sind der erste Kondensator 10 und
der als ein zweiter Kondensator betriebene Kältespeicher 16 in
Reihe geschaltet. Im Standbetrieb wird der Kompressor 18 vorzugsweise
elektrisch angetrieben. Die elektrische Energie wird hierzu vorzugsweise
von einer Batterie und/oder einer APU (Auxilliary Power Unit) beziehungsweise
einer Brennstoffzelle geliefert. Die Spannung ist dabei vorzugsweise
deutlich höher
als die derzeit üblichen
Bordnetzspannungen von 12 beziehungsweise 24 V. Während die
Temperatur im Kondensator von herkömmlichen Klimatisierungssystemen
in der Regel über
50 °C beträgt, können in
dem als ein zweiter Kondensator betriebenen Kältespeicher 16 Kondensationstemperaturen
von beispielsweise 15 °C erreicht
werden. Anders ausgedrückt,
kann die Kälteanlagenleistungszahl
(COP) durch den Kältespeicher 16 deutlich
erhöht
werden, so dass der Kompressor 18 im Standbetrieb häufig mit
einer geringeren Leistung betrieben werden kann.
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In den 4 bis 6 ist eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
dargestellt. Auch diese erste Ausführungsform umfasst einen ersten
Kondensator 10, dem ein erstes Gebläse 50 zugeordnet ist,
und einen ersten Verdampfer 14, dem ein erstes Expansionsorgan 12 und
ein zweites Gebläse 52 zugeordnet
ist. Weiterhin ist auch in diesem Fall ein Kältespeicher 16 sowie
ein zweites Expansionsorgan 20 vorgesehen. Eine erste Bypassleitung 24 weist
ein erstes Ventil 22 auf, wobei die erste Bypassleitung 24 im
geöffneten
Zustand des ersten Ventils 22 wieder dazu vorgesehen ist, das
zweite Expansionsorgan 20 zu umgehen. Weiterhin ist eine
dritte Bypassleitung 32 vorgesehen, die ein drittes Ventil 30 aufweist.
Die dritte Bypassleitung 32 ist bei geöffnetem Ventil 30 dazu
vorgesehen, das erste Expansionsorgan 12 und den ersten
Verdampfer 14 zu umgehen. Auch das in den 4 bis 6 dargestellte
Klimatisierungssystem weist nur einen Kompressor 18 auf,
bei dem es sich insbesondere wieder um einen Hybridkompressor handeln
kann, der sowohl elektrisch als auch mechanisch angetrieben werden
kann.
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4 zeigt
die zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der der Innenraum des Kraftfahrzeugs
gekühlt
wird (Klimaanlagenbetrieb), wobei gleichzeitig der Kältespeicher 16 geladen
wird. Diese Betriebsweise wird erreicht, indem das erste Ventil 22 geschlossen
und das dritte Ventil 30 geschlossen wird. Bei dieser Stellung
der Ventile 22, 30 strömt das Kältemittel ausgehend vom Kompressor 18 durch den
ersten Kondensator 10, den Sammler/Trockner 34, das zweite
Expansionsorgan 20, den als ein zweiter Verdampfer betriebenen
Kältespeicher 16,
das erste Expansionsorgan 12 und den ersten Verdampfer 14.
Bei der in 4 dargestellten
Betriebsweise wird der Kompressor 18 vorzugsweise mechanisch über den
Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben.
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5 zeigt
die zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der der Kältespeicher 16 während der
Fahrt geladen wird, ohne dass eine Kühlung des Innenraums des Fahrzeugs
erfolgt. Diese Betriebsweise wird erreicht, indem das erste Ventil 22 geschlossen
und das dritte Ventil 30 geöffnet wird. Bei dieser Stellung
der Ventile 22, 30 strömt das Kältemittel ausgehend vom Kompressor 18 durch
den ersten Kondensator 10, den Sammler/Trockner 34, das zweite
Expansionsorgan 20, den als ein zweiter Verdampfer betriebenen
Kältespeicher 16 und
die dritte Bypassleitung 32. Auch bei dieser Betriebsweise wird
der Kompressor 18 vorzugsweise mechanisch über den
Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben.
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6 zeigt
die zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der im Standbetrieb gekühlt wird. Diese
Betriebsweise wird erreicht, indem das erste Ventil 22 geöffnet und
das dritte Ventil 30 geschlossen wird. Bei dieser Stellung
der Ventile
22, 30 strömt das Kältemittel ausgehend vom Kompressor 18 durch
den ersten Kondensator 10, den Sammler/Trockner 34, die
erste Bypassleitung 24, den als ein zweiter Kondensator
betriebenen Kältespeicher 16,
das erste Expansionsorgan 12 und den ersten Verdampfer 14.
Bei dieser Betriebsweise ergibt sich wieder eine Reihenschaltung
des ersten Kondensators 10 und des als ein zweiter Kondensator
betriebenen Kältespeichers 16,
mit den bereits erwähnten Vorteilen.
Weiterhin wird auch bei dieser Ausführungsform der Kompressor 18 zum
Standkühlen
vorzugsweise elektrisch angetrieben.
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In den 7 und 8 ist eine dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
dargestellt. Bei dieser dritten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem
einen ersten Kondensator 10, dem ein erstes Gebläse 50 zugeordnet
ist, einen Verdampfer 14, dem ein zweites Gebläse 52 und
ein erstes Expansionsorgan 12 zugeordnet ist, und einen
Kompressor 18. Bei dem Kompressor 18 handelt es
sich auch in diesem Fa11 vorzugsweise um einen Hybridkompressor,
der sowohl elektrisch als auch mechanisch angetrieben werden kann.
Weiterhin ist ein Kältespeicher 16 und
ein zweites Expansionsorgan 20 vorgesehen. Eine erste Bypassleitung 24 weist
ein erstes Ventil 22 auf und ist dazu vorgesehen, das zweite
Expansionsorgan 20 bei geöffnetem erstem Ventil 22 zu
umgehen. Weiterhin ist ein viertes Ventil 36, ein fünftes Ventil 38,
ein sechstes Ventil 40, ein siebtes Ventil 42 und
ein achtes Ventil 44 vorgesehen.
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7 zeigt
die dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der der Kältespeicher 16 während der
Fahrt geladen wird. Diese Betriebsweise wird erreicht, indem das
erste Ventil 22 geschlossen, das vierte Ventil 36 geöffnet, das
fünfte
Ventil 38 geschlossen, das sechste Ventil 40 geöffnet, das
siebte Ventil 42 geöffnet
und das achte Ventil 44 geschlossen wird. Bei dieser Stellung
der Ventile 22, 36, 38, 40, 42, 44 strömt das Kältemittel
ausgehend vom Kompressor 18 durch den ersten Kondensator 10, das
sechste Ventil 40, das vierte Ventil 36, das zweite Expansionsorgan 20,
den als ein zweiter Verdampfer betriebenen Kältespeicher 16 und
das siebte Ventil 42, und von dort zurück zum Kompressor 18.
Bei dieser Betriebsweise wird der Kompressor 18 vorzugsweise
mechanisch über
den Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben. Sollte während der
Beladung des Kältespeichers 16 eine
Kühlung
des Innenraums des Fahrzeugs erwünscht
sein, so kann das fünfte Ventil 38 ganz
oder teilweise geöffnet
werden. Der für die
dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
nicht dargestellte ausschließliche
Klimaanlagenbetrieb wird erreicht, indem das vierte Ventil 36 geschlossen
und das fünfte Ventil 38 geöffnet wird.
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8 zeigt
die dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der im Standbetrieb gekühlt wird. Diese
Betriebsweise wird erreicht, indem das erste Ventil 22 geöffnet, das
vierte Ventil 36 geschlossen, das fünfte Ventil 38 geöffnet, das
sechste Ventil 40 geöffnet,
das siebte Ventil 42 geschlossen und das achte Ventil 44 geöffnet wird.
Bei dieser Stellung der Ventile 22, 36, 38, 40, 42, 44 strömt Kältemittel
ausgehend vom Kompressor 18 durch den ersten Kondensator
10,
das sechste Ventil 40, das fünfte Ventil 38, das
erste Expansionsorgan 12 und den ersten Verdampfer 14 zurück zum Kompressor 18.
Gleichzeitig strömt
Kältemittel
ausgehend vom Kompressor 18 durch das achte Ventil 44,
den als ein zweiter Kondensator betriebenen Kältespeicher 16, die
erste Bypassleitung 24, das fünfte Ventil 38, das
erste Expansionsorgan 12 und den ersten Verdampfer 14 zurück zum Kompressor 18.
Bei dieser Betriebsweise sind der erste Kondensator 10 und
der als ein zweiter Kondensator 16 betriebene Kältespeicher 16 bezogen
auf die Kältemittelströmung parallel
zueinander angeordnet, wodurch die Kälteanlagenleistungszahl (COP)
erhöht
wird. Dies führt
in vielen Fällen
dazu, dass der im Standbetrieb vorzugsweise elektrisch angetriebene
Kompressor 18 nur mit einer vergleichsweise geringen Leistung
betrieben werden muss, um eine ausreichende Standklimatisierung
zu erzielen.
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In den 9 und 10 ist eine vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
dargestellt. Auch bei dieser dritten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem
einen ersten Kondensator 10, dem ein erstes Gebläse 50 zugeordnet
ist, einen Verdampfer 14, dem ein zweites Gebläse 52 und
ein erstes Expansionsorgan 12 zugeordnet ist, und einen Kompressor 18.
Bei dem Kompressor 18 handelt es sich vorzugsweise wieder
um einen Hybridkompressor, der sowohl elektrisch als auch mechanisch
angetrieben werden kann. Weiterhin ist ein Kältespeicher 16 und
ein zweites Expansionsorgan 20 vorgesehen. Eine erste Bypassleitung 24 weist
ein erstes Ventil 22 auf und ist dazu vorgesehen, das zweite
Expansionsorgan 20 bei geöffnetem erstem Ventil 22 zu
umgehen. Weiterhin ist ein neuntes Ven til 46 und ein zehntes
Ventil 48 vorgesehen. Bei dem neunten Ventil 46 und
dem zehnten Ventil 48 handelt es sich im dargestellten
Fall um 3/3-Ventile.
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9 zeigt
die vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der der Kältespeicher 16 während der
Fahrt geladen wird. Diese Betriebsweise wird erzielt, indem das
erste Ventil 22 geschlossen, bei dem neunten Ventil 46 der
erste Anschluss 46a mit dem dritten Anschluss 46c verbunden
und der zweite Anschluss 46b geschlossen und bei dem zehnten
Ventil 48 der erste Anschluss 48a mit dem dritten
Anschluss 48c verbunden und der zweite Anschluss 48b geschlossen
wird. Bei dieser Stellung der Ventile 22, 46, 48 strömt das Kältemittel
ausgehend von dem Kompressor 18 durch den ersten Kondensator 10, die
Anschlüsse 46a, 46c des
neunten Ventils 46, das zweite Expansionsorgan 20,
den als ein zweiter Verdampfer arbeitenden Kältespeicher 16 und
die Anschlüsse 48a, 48c des
zehnten Ventils 48 zurück
zum Kompressor 18. Bei dieser Betriebsweise wird der Kompressor 18 vorzugsweise
mechanisch über
den Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetrieben. Für den Fall,
dass während
des Beladens des Kältespeichers 16 zusätzlich eine
Kühlung
des Innenraums des Fahrzeugs erwünscht
ist, kann der zweite Anschluss 46b des neunten Ventils 46 ganz
oder teilweise geöffnet
werden, so dass das aus dem ersten Kondensator 10 austretende
Kältemittel
auf den ersten Verdampfer 14 und den als ein zweiter Verdampfer
betriebenen Kältespeicher
aufgeteilt wird. Die für die
vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
nicht dargestellte Betriebsweise der ausschließlichen Kühlung des Innenraums des Fahrzeugs
(Klima anlagenbetrieb) kann erzielt werden, indem der erste Anschluss 46a des
neunten Ventils 46 mit dem zweiten Anschluss 46b verbunden und
der dritte Anschluss 46c geschlossen wird. Gegebenenfalls
kann hierzu weiterhin das zehnte Ventil 48 vollständig geschlossen
werden.
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10 zeigt
die vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
in einer Betriebsweise, bei der im Standbetrieb gekühlt wird. Diese
Betriebsweise wird erzielt, indem das erste Ventil 22 geöffnet, das
neunte Ventil 46 vollständig geöffnet und
das zehnte Ventil 48 derart eingestellt wird, dass der
erste Anschluss 48a geschlossen und der zweite Anschluss 48b mit
dem dritten Anschluss 48c verbunden wird. Bei dieser Stellung
der Ventile 22, 46, 48 strömt Kältemitte
ausgehend vom Kompressor 18 durch den ersten Kondensator 10,
die Anschlüsse 46a, 46b des
neunten Ventils 46, das erste Expansionsorgan 12 und
den ersten Verdampfer 14 zurück zum Kompressor 18.
Gleichzeitig strömt
Kältemittel
ausgehend vom Kompressor 18 durch die Anschlüsse 48b, 48c des
zehnten Ventils 48, den als ein zweiter Kondensator betriebenen
Kältespeicher 16,
die erste Bypassleitung 24, die Anschlüsse 46b, 46c des
neunten Ventils 46, das erste Expansionsorgan 12 und
den ersten Verdampfer 14 zurück zum Kompressor 18.
Somit ist bei dieser Betriebsweise der als ein zweiter Kondensator
arbeitende Kältespeicher 16 wieder
parallel zu dem ersten Kondensator 10 angeordnet. Der Kompressor 18 wird
auch bei dieser Ausführungsform
im Standbetrieb vorzugsweise elektrisch angetrieben.
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Bei allen Ausführungsformen kann anstelle eines
Hybridkompressors auch ein Kompressor eingesetzt werden, der nur
elektrisch betrieben werden kann (elektrischer Kompressor, oder
ein mechanischer Kompressor, der auch durch einen separaten Elektromotor
angetrieben werden kann.) Die Erfindung ist prinzipiell bei allen
Arten von Antriebsmotoren einsetzbar. Besondere Vorteile ergeben
sich jedoch bei Fahrzeugen mit Hybridmotoren, Hochleistungsgeneratoren
oder Startergeneratoren, da in diesen Fällen ausreichend viel elektrische
Energie zur Verfügung
steht.
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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
- erster
Kondensator
- 12
- erstes
Expansionsorgan
- 14
- erster
Verdampfer
- 16
- Kältespeicher
- 18
- Kompressor
- 20
- zweites
Expansionsorgan
- 22
- erstes
Ventil
- 24
- erste
Bypassleitung
- 26
- zweites
Ventil
- 28
- zweite
Bypassleitung
- 30
- drittes
Ventil
- 32
- dritte
Bypassleitung
- 34
- Sammler/Trockner
- 36
- viertes
Ventil
- 38
- fünftes Ventil
- 40
- sechstes
Ventil
- 42
- siebtes
Ventil
- 44
- achtes
Ventil
- 46
- neuntes
Ventil
- 46a
- erster
Anschluss des Ventils 46
- 46b
- zweiter
Anschluss des Ventils 46
- 46c
- dritter
Anschluss des Ventils 46
- 48
- zehntes
Ventil
- 48a
- erster
Anschluss des Ventils 48
- 48b
- zweiter
Anschluss des Ventils 48
- 48c
- dritter
Anschluss des Ventils 48
- 50
- erstes
Gebläse
- 52
- zweites
Gebläse