DE19536972C9

DE19536972C9 - Air conditioning unit for bus or commercial vehicle

Info

Publication number: DE19536972C9
Application number: DE1995136972
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Ing. 69168 Wiesloch Haussmann
Original assignee: Thermal Werke Beteiligungen & Co Kg 69120 Heidelberg GmbH
Current assignee: Thermal Werke Beteiligungen & Co Kg 69120 Heidelberg GmbH
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2015-07-07

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungsanordnung für Nutzfahrzeuge, insbesondere Omnibusse, mit einem Wärmeträgerkreislauf (2), der über eine Wasser/Luft-Wärmetauscheinrichtung (8) mit mindestens einem Frischluft- oder Umluftstrom für die Klimatisierung des Nutzraums des Nutzfahrzeugs im Wärmetausch steht und für Kühlzwecke über eine Kältemittel/Wasser-Wärmetauscheinrichtung (14) im Wärmetausch mit einem Kältemittelkreislauf (16) steht. Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kältemittel/Wasser-Wärmetauscheinrichtung (14) einen Plattenverdampfer (36) aufweist, der mit einer Kältemitteldrosselung über eine Fixdrossel (38) und mit einem saugseitigen Kältemittelsammler (42) versehen ist. The invention relates to an air conditioning arrangement for commercial vehicles, in particular buses, with a heat transfer circuit (2) which is in heat exchange via a water / air heat exchange device (8) with at least one fresh air or circulating air flow for air conditioning the utility space of the commercial vehicle and for Cooling purposes via a refrigerant / water heat exchange device (14) in heat exchange with a refrigerant circuit (16). According to the invention it is provided that the refrigerant / water heat exchange device (14) has a plate evaporator (36) which is provided with a refrigerant throttle via a fixed throttle (38) and a suction-side refrigerant collector (42).

Description

Beschreibungdescription

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungsanordnung für Nutzfahrzeuge, insbesondere Omnibusse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. [0002] Eine weitverbreitete Bauweise besteht darin, daß in beidseitigen Dachkanälen eines Reiseomnibusses oder auch bei anderen Nutzfahrzeugen sonst im Dachbereich, gegebenenfalls oberhalb einer Fahrerkabine, Verdampfer angeordnet sind, durch deren meist lamellenförmige Verrippung zur Kühlung einer Passagierzelle eines Reiseomnibusses oder zur Kühlung eines sonstigen Nutzraums eines Nutzfahrzeugs dienende Frischluft oder Umluft unter Abkühlung geblasen wird. Verdichtereinrichtung sowie Verflüssigereinrichtung des Kältemittelkreislaufs werden bei dieser Bauart in einem Stauraum am Heck des Nutzfahrzeugs, meist im Unterflurbereich im Motorraum, angeordnet, wobei über lange Distanz vom Stauraum zu den Verdampfern Kältemittelleitungen geführt sind. Dies führt zu einer ganzen Reihe negativer Effekte, wie relativ hohem Bedarf an Kältemittel, Druckverlust in den langen Leitungen, erhebliche Abdichtungsarbeiten und trotzdem häufig Leckagegefahr, Eintritt von Wasserdampf durch die langen Verbindungsleitungen zwischen Stauraum und Verdampfer mit der Gefahr einer Verringerung des Wirkungsgrades sowie einer Verschlechterung der Schmierung des jeweils eingesetzten Verdichters unter Verseifung bis zum Ausfall sowie der Unmöglichkeit, den Kältemittelkreislauf in Vorfertigung zu montieren und mit Kältemittel vorzufüllen.
[0003] In der DE 38 03 439 Al wird eine Klimatisierungsanordnung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei der solche Nachteile behoben werden sollen. Die Erfindung geht im Oberbegriff von Anspruch 1 von dieser vorbeschriebenen Klimatisierungsanordnung aus. Sie ist dadurch ausgezeichnet, daß alle aktiven Teile des Kältemittelkreislaufs außerhalb des Nutzraums des Kraftfahrzeugs anordbar sind und eine sekundäre Wärmeübertragung zu einem Wasser/ Luft-Wärmetauscher erfolgt, der an die Stelle der Verdampfer des vorbeschriebenen üblichen Systems tritt und den zu klimatisierenden Raum durch entsprechende Luftabkühlung kühl hält. Dies stellt bereits einen Schritt in einer richtigen Richtung dar, um die angesprochenen Nachteile der konventionellen Anordnung zu beheben, da der außerhalb des Nutzraums anordbare Kältemittelkreislauf mit kürzeren Leitungsverbindungen auslegbar ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Klimatisierungsanordnung dieser Art schon deshalb nicht praxisgerecht ist, weil die Zeit bis zum Ansprechen einer Fahrzeugkühlung außerordentlich lang ist.
[0004] Bei dieser vorbekannten Klimatisierungsanordnung wird ein Einspritzventil verwendet und als Verdampfer dient ein sogenannter Doppelrohrdurchlaßwärmetauscher, der auch als Koaxialrohrwärmetauscher bekannt ist.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der letztgenannten bekannten Klimatisierungsanordnung voll nutzbar zu machen und diese dabei auch bezüglich der Ansprechgeschwindigkeit so zu verbessern, daß sie mit konventionellen sonstigen Klimatisierungsanordnungen der erstgenannten Art voll wettbewerbsfähig ist.
[0006] Diese Aufgabe wird bei einer Klimatisierungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 und vorzugsweise Anspruch 2 gelöst. Der Oberbegriff von Anspruch 1 geht dabei von der oben genannten Druckschrift aus. Solche Merkmale im Oberbegriff, die von der Erfindung gemäß Anspruch 1 und gegebenenfalls 2 nicht betroffen sind, sind dabei nur fakultativ mit "insbesondere" aufgeführt und sind zum Teil von Unteransprüchen betroffen. [0001] The invention relates to an air conditioning assembly for industrial vehicles, in particular buses according to the preamble of claim 1. [0002] A widely used design is that in two-sided roof channels of a travel omnibus or in other commercial vehicles otherwise in the roof area, optionally above a driver's cab , Evaporators are arranged, through whose mostly lamellar ribs for cooling a passenger cell of a coach or for cooling another utility space of a commercial vehicle serving fresh air or circulating air is blown with cooling. In this design, the compressor device and the condenser device of the refrigerant circuit are arranged in a storage space at the rear of the commercial vehicle, usually in the underfloor area in the engine compartment, with refrigerant lines being routed over a long distance from the storage space to the evaporators. This leads to a whole series of negative effects, such as a relatively high demand for refrigerant, pressure loss in the long lines, considerable sealing work and nevertheless often a risk of leakage, entry of water vapor through the long connecting lines between storage space and evaporator with the risk of a reduction in efficiency and deterioration the lubrication of the compressor used in each case with saponification up to failure and the impossibility of pre-assembling the refrigerant circuit and pre-filling it with refrigerant.
[0003] In DE 38 03 439 Al describes an air conditioning assembly for an automotive vehicle, to be fixed in such disadvantages. In the preamble of claim 1, the invention is based on this above-described air conditioning arrangement. It is characterized by the fact that all active parts of the refrigerant circuit can be arranged outside the usable space of the motor vehicle and secondary heat transfer takes place to a water / air heat exchanger, which takes the place of the evaporator of the conventional system described above and the room to be air-conditioned by appropriate air cooling keeps cool. This already represents a step in the right direction in order to eliminate the disadvantages of the conventional arrangement mentioned, since the refrigerant circuit which can be arranged outside the useful space can be designed with shorter line connections. It has been shown, however, that an air conditioning arrangement of this type is not practical because the time until a vehicle cooling system responds is extremely long.
[0004] In this prior art air-conditioning arrangement, an injection valve is used as an evaporator and is a so-called Doppelrohrdurchlaßwärmetauscher, which is also known as Koaxialrohrwärmetauscher.
The task [0005] The invention is based is to make the benefits of the latter known climate control arrangement fully usable and that it also with regard to improve the response speed so that it is fully competitive with conventional air conditioning other arrangements of the first type.
[0006] This object is achieved by an air conditioning assembly having the features of the preamble of claim 1 by the characterizing features of claim 1, preferably claim. 2 The preamble of claim 1 is based on the aforementioned document. Such features in the preamble, which are not affected by the invention according to claim 1 and possibly 2, are only optionally listed with "in particular" and are in part affected by subclaims.

[0007] Wenn man nämlich einen Plattenverdampfer mit relativ großer wirksamer Fläche mit einer Kältemitteldrosselung über eine vorzugsweise als Ejektordüse wirkende Fixdrossel koppelt, kann man die Verdampferleistung durch optimale Flächenbeaufschlagung mit flüssigem Kältemittel in die Nähe des theoretischen Maximums steigern und so im Vergleich mit bekannten Verdampferbauarten eine im ganzen schmalere Bauweise erhalten. Bei gleichem Materialeinsatz im Verdampfer wird durch die optimale Flächenbeaufschlagung des Verdampfers mit flüssigem Kältemittel eine wesentliche Kälteleistungssteigerung erzielt, die auch die Ansprechgeschwindigkeit der Klimatisierungsanordnung verbessert. [0007] Namely, when coupling a plate evaporator having a relatively large effective area with a refrigerant throttling via a preferably as ejector nozzle acting fixed throttle, it can be the evaporator performance due to optimum surface coverage with liquid refrigerant increase in the vicinity of the theoretical maximum, and so in comparison with known evaporator designs a received on the whole narrower construction. With the same amount of material used in the evaporator, the optimal application of liquid refrigerant to the surface of the evaporator achieves a significant increase in refrigeration capacity, which also improves the response speed of the air conditioning system.

[0008] Bei der bekannten Anordnung ist ferner die Langsamkeit des Ansprechens der Kühlung dadurch bestimmt, daß der Kältemittelkreislauf erst in Betrieb genommen wird, wenn Kühlbedarf besteht und dabei der Gesamtinhalt des Wärmeträgerkreislaufs an Wasser abgekühlt werden muß, was zu der angesprochenen großen Trägheit führt.
[0009] Grundgedanke der Erfindung gemäß der ersten Variante nach den Ansprüchen 3 bis 6 einerseits und gemäß der zweiten Variante nach den Ansprüchen 7 bis 11 andererseits ist demgegenüber, mit dem Kühlvorgang bereits vor Beginn der gewünschten Abkühlung zu starten und in der dadurch gewonnenen Vorlaufzeit bereits Kühlenergie zu speichern, die dann bei Bedarf der Kühlleistung mit abgerufen werden kann. Hierzu sieht die erste Variante vor, bereits einen Großteil des als Wärmeträger dienenden Wassers in einem inneren Kreislauf vorzukühlen und in einem Wasserspeicher zur Einspeisung in einen äußeren Wärmeträgerkreislauf bereitzustellen, so daß diese bereitgestellte Wassermenge bereits in der Anfangsphase der gewünschten Kühlung wirksam zur Verfügung steht und die noch nicht abgekühlte Wassermenge im äußeren Wärmeträgerkreislauf schnell verdrängen kann. Bei der zweiten Variante wird die Kälte nicht in Gestalt einer gespeicherten Wassermenge bereitgestellt, sondern durch Vorkühlung einer eine Phasenumkehr durchlaufenden Masse, die ihrerseits die zur Kühlung dienende Wärmemenge schnell abgeben kann. Die erste und die zweite Variante betreffen dabei eine im Grundsatz gleiche Idee, bei der jedoch im Bereich eines mit Wasser gespeisten Wärmeträgerkreislaufs für den Betrieb bei der ersten Variante eine direkte und bei der zweiten Variante eine indirekte Wärmeträgerkopplung vorgesehen ist.
[0010] Jeder auf Wasser beruhende Wärmeträgerkreislauf hat auch unabhängig von der Anordnung eines besonderen Speichervolumens eine eigene Speicherkapazität entsprechend dem inneren Volumen des Kreislaufes. Der bei der ersten Variante gewählte Wert der spezifischen Wärmekapazität, die durch die Anordnung eines zusätzlichen Speichervolumens gewonnen werden kann, liegt deutlich über den konventionellen Werten von Wärmeträgerkreisläufen bei Klimatisierungsanordnungen der hier in Frage stehenden Art ohne das zusätzliche Speichervolumen. Anstelle des Wertes von 10 Wh/K kann man je nach den Einbaubedingungen im Nutzfahrzeug vorzugsweise auch Schwellwerte des Zweifachen, Dreifachen, Vierfachen oder Fünffachen des angegebenen Schwellwerts von 10 Wh/K einsetzen. Diese angegebenen höheren Werte sind stufenweise bevorzugt bzw. noch mehr bevorzugt. [0008] In the known arrangement the slowness of the response of the cooling is further determined that the refrigerant circuit is put into operation, when demand for cooling, while the total content of the heat carrier circuit must be cooled in water, which leads to the mentioned large inertia.
The basic idea of the invention according to the first variant according to claims 3 to 6 on the one hand and according to the second variant according to claims 7 to 11 on the other hand is to start with the cooling process before the start of the desired cooling and in the lead time gained thereby To store cooling energy, which can then be called up when the cooling capacity is required. For this purpose, the first variant provides for a large part of the water serving as heat carrier to be pre-cooled in an inner circuit and to be made available in a water reservoir for feeding into an external heat carrier circuit, so that this amount of water made available is already effectively available in the initial phase of the desired cooling and the Can quickly displace the amount of water that has not yet cooled in the external heat transfer circuit. In the second variant, the cold is not provided in the form of a stored amount of water, but rather by precooling a mass which is reversed in phase and which in turn can quickly release the amount of heat used for cooling. The first and second variants relate to an idea that is basically the same, but in which a direct heat carrier coupling is provided in the area of a water-fed heat transfer circuit for operation in the first variant and an indirect heat transfer coupling in the second variant.
[0010] Each heat transfer circuit based on water also independent of the arrangement of a special storage volume own storage capacity corresponding to the internal volume of the circuit. The value of the specific heat capacity selected in the first variant, which can be obtained by arranging an additional storage volume, is significantly higher than the conventional values of heat transfer circuits in air conditioning arrangements of the type in question here without the additional storage volume. Instead of the value of 10 Wh / K, depending on the installation conditions in the commercial vehicle, threshold values of twice, three times, four times or five times the specified threshold value of 10 Wh / K can also be used. These specified higher values are preferred or even more preferred in stages.

[0011] Die Ansprüche 4 und 5 betreffen zwei alternative oder auch gemeinsam anwendbare Betriebsweisen des inneren und des äußeren Kreislaufs des Wärmeträgermediums. So kann man nach der einen Alternative den inneren und den äußeren Kreislauf gesondert betreiben, um beispielsweise bei der Bereitstellung der Kühlenergie im inneren Kreislauf den äußeren Kreislauf für andere Zwecke zu benutzen, wie etwa für Heizungszwecke. Hierzu kommuni- [0011] The claims 4 and 5 relate to two alternative or jointly applicable operations of the inner and the outer circuit of the heat transfer medium. Thus, according to one alternative, the inner and outer circuits can be operated separately in order, for example, to use the outer circuit for other purposes, such as for heating purposes, when the cooling energy is provided in the inner circuit. For this communi-

ziert der Wärmeträgerkreislauf zweckmäßig in abschaltbarer Weise mit dem Kühlkreislaufeines wassergekühlten Antriebsmotors des Nutzfahrzeugs, so daß auch der Wärmeträger dann üblicherweise gleich ist, d. h. im allgemeinen eine Mischung aus Wasser und Glykol. Die andere Variante bezieht die Möglichkeit ein, den äußeren Kreislauf gegebenenfalls bei der Bereitstellung von Kälteenergie im inneren Kreislauf totzulegen und erst unter Erweiterung der Durchströmung aus dem inneren Kreislauf auch noch in den äußeren Kreislauf für die eigentliche Kühlung des Nutzfahrzeugs mit einzubeziehen.the heat transfer circuit is appropriately adorned with the cooling circuit of a water-cooled drive motor in a manner that can be switched off of the utility vehicle, so that the heat transfer medium is then usually the same, i. H. generally one Mixture of water and glycol. The other variant includes the possibility of the external circulation if necessary to be killed in the supply of cold energy in the inner circuit and only with expansion of the flow from the inner circuit to the outer circuit for the actual cooling of the commercial vehicle to be included.

[0012] Anspruch 6 beschreibt bevorzugte Einbaubedingungen der ersten Variante, bei der nicht nur der Kältemittelkreislauf, sondern auch der innere Kreislauf des Wärmeträgerkreislaufs zu einer im Stauraum des Nutzfahrzeugs einsetzbaren Baueinheit zusammengefaßt sind. Gegebenenfalls kann man aber auch den ja umwelttechnisch nicht kritischen inneren Kreislauf noch bis in Nutzbereiche des Nutzfahrzeugs hin führen. [0012] Claim 6 describes preferred installation conditions of the first variant in which not only the refrigerant circuit, but also the inner circuit are summarized the heat transfer circuit to a usable in the storage unit of the commercial vehicle. If necessary, however, the inner cycle, which is not critical from an environmental point of view, can also be carried out into the useful areas of the commercial vehicle.

[0013] Die Ansprüche 8 bis 11 beschreiben bevorzugte Ausgestaltungen des Kältespeichers und seiner phasenumwandelnden Masse. [0013] Describing the claims 8 to 11, preferred embodiments of the cold accumulator and its phasenumwandelnden mass.

[0014] Bei Nutzfahrzeugen und insbesondere Omnibussen hat man bisher als Verdichtereinrichtungen typischerweise einen einzigen leistungsstarken und relativ großen Verdichter eingesetzt, zumal im Stauraum für seinen Einbau hinreichend Platz ist. Derartige Verdichter sind jedoch schon wegen ihrer relativ kleinen Stückzahl sehr teuer. Die Erfindung sieht demgegenüber in Weiterbildung vor, daß die Verdichtereinrichtung mehrere Verdichter aufweist, die alle von dem Antriebsmotor antreibbar sind. Dann kann man statt des einen Verdichters mehrere Verdichter kleinerer Dimensionierung und Leistung einsetzen, wie sie relativ preiswert als Verdichter für Personenkraftwagen zur Verfügung stehen. Es hat sich gezeigt, daß die Aufteilung der Verdichterleistung auf mehrere derartige kleinere Verdichter eine deutliche Kosteneinsparung bedeutet und auch eine bessere Anpassung an Raumverhältnisse bedeuten kann. Zusätzlich kann man in bevorzugter Weise die Verdichter einzeln in den Kreislauf zuschalten und so bedarfsweise die Kühlleistung stufenweise schalten. [0014] In particular, commercial vehicles and buses has been used as a compressor facilities typically have a single powerful and relatively large compressor, especially sufficiently there is space in the storage space for its installation. However, such compressors are very expensive because of their relatively small number. In contrast, the invention provides in a further development that the compressor device has a plurality of compressors, all of which can be driven by the drive motor. Then, instead of the one compressor, several compressors of smaller dimensions and performance can be used, as they are available relatively inexpensively as compressors for passenger cars. It has been shown that the division of the compressor output over several such smaller compressors means a significant cost saving and can also mean better adaptation to spatial conditions. In addition, the compressors can preferably be switched on individually into the circuit and the cooling capacity can be switched on in stages if necessary.

[0015] Alle diese einzelnen Verdichter können wie im bekannten Fall der einzige Verdichter von dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges in Direktkupplung oder über eine Riementransmission angetrieben sein. Zusätzlich kann man in entsprechender Ankopplung auch noch die Ventilatoreinrichtung für die Luftkühlung des Verflüssigers des Kältemittelkreislaufs von dem Antriebsmotor direkt oder indirekt antreibbar anordnen. [0015] All these individual compressors may be driven as in the known case, the only compressor of the drive motor of the motor vehicle in a direct coupling or via a belt transmission. In addition, the fan device for air cooling of the condenser of the refrigerant circuit can also be arranged in a corresponding coupling so that it can be driven directly or indirectly by the drive motor.

[0016] Alle diese Maßnahmen sind von besonderer Bedeutung, wenn man eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klimatisierungsanordnung als Einbaueinheit gemäß den Ansprüchen 14 und 15 vorsieht. Da diese besonders raumsparend gestaltet werden kann, besteht sogar gemäß Anspruch 16 auch noch raummäßig die Möglichkeit, in die Einbaueinheit auch noch eine konventionelle Zusatzstandheizung mit einzubeziehen. [0016] All these measures are of particular importance when one of claims 14 and 15 provides a preferred embodiment of the air conditioning assembly according to the invention as built-in unit according to. Since this can be designed in a particularly space-saving manner, there is even, in terms of space, the possibility of including a conventional auxiliary heater in the built-in unit.

[0017] Zu dieser Verwendung einer konventionellen Zusatzstandheizung bietet Anspruch 17 unter Ausnutzung der schon vorhandenen Komponenten in der Einbaueinheit eine Alternative unter Verwendung lediglich eines zusätzlichen Hilfsmotors innerhalb der Einbaueinheit, welcher bei geeigneter Schaltung eine Umkehr des Kältemittelkreislaufs bewirken kann, so daß dieser je nach Strömungsrichtung als kälteerzeugender Kreislauf oder als wärmeerzeugende Warmepumpe wirksam werden kann. [0017] At this using a conventional auxiliary heater has to claim 17 utilizing the already existing components in the installation unit is an alternative using only one additional auxiliary engine within the mounting unit, which can cause a reversal of the refrigerant circuit at an appropriate circuit so that this, depending on the direction of flow can be effective as a cold-generating circuit or as a heat-generating heat pump.

[0018] Ejektoren sind an sich bevorzugte Ausbildungen von Fixdrosseln für den Zweck, daß man eine ausgeprägte Druckerhöhung in durch den Ejektor geleiteten Fluidstrom erhalten möchte, im vorliegenden Zusammenhang zwischen dem Ausgang der Kältemittel/Wasser/Wärmetauscheinrichtung und dem Eingang und der Verdichtereinrichtung. Anspruch 18 macht den Ejektor in anderer Weise nutzbar, nämlich als Umwälzpumpe in einem lokalen Kältemittelkreislauf von dem in bezug auf die Verdichtereinrichtung saugseitigen Sammler über die Kältemittel/Wasser/Wärmetauscheinrichtung durch den Ejektor wieder zum Eingang des Sammlers. Dabei kann man den Ejektor in einem anderen als sonst üblichen Bereich seiner Kennung auslegen oder betreiben, da für die genannte Umwälzung in dem lokalen Kreislauf keine großen Druckhöhen erzeugt werden müssen. Insbesondere dann, wenn die Verdichtereinrichtung vom Antriebsmotor des Nutzfahrzeugs angetrieben wird, erfolgt der Antrieb naturgemäß mit wechselnden Drehzahlen und damit mit wechselnden Massenströmen, was bei einem Ejektor, durch die ein inneres Wärmetauschfluid mit zwei Phasen eingeleitet wird, zu kritischen Betriebsbedingungen dann führen könnte, wenn man auf die Normalfunktion der Nutzung des Ejektors mit großer Drucküberhöhung abstellt. Im vorliegenden Zusammenhang wird jedoch das erwünschte Ziel erreicht, der Kältemittel/Wasser-Wärmetauscheinrichtung praktisch nur flüssige Phase des Kältemittels zuführen zu können. [0018] Ejectors are per se preferred embodiments of Fixdrosseln for the purpose that one wishes to obtain a marked increase in pressure in passing through the eductor fluid stream, in the present context between the output of the refrigerant / water / heat exchanger device and the input and said compressor means. Claim 18 makes the ejector usable in a different way, namely as a circulation pump in a local refrigerant circuit from the collector on the suction side with respect to the compressor device via the refrigerant / water / heat exchanger device through the ejector back to the inlet of the collector. The ejector can be designed or operated in a different area of its identifier than the usual customary area, since no high pressure levels have to be generated for the above-mentioned circulation in the local circuit. In particular, when the compressor device is driven by the drive motor of the commercial vehicle, the drive naturally takes place with changing speeds and thus with changing mass flows, which in an ejector through which an internal heat exchange fluid with two phases is introduced could lead to critical operating conditions if the normal function of using the ejector with a large pressure increase is used. In the present context, however, the desired goal is achieved of being able to supply practically only the liquid phase of the refrigerant to the refrigerant / water heat exchange device.

[0019] Da man in dem genannten Sammler sowieso eine Phasentrennung zwischen flüssiger und gasförmiger Phase des Kältemittels vornimmt, bietet es sich gemäß Anspruch 19 an, indem man im Bereich der flüssigen Phase zusätzlich die auch sonst üblicherweise erforderliche Trocknerpatrone anordnet, zum Beispiel, wie in Fig. 6 gezeigt, im Sammler selbst. Dadurch erhöht sich im übrigen auch die Trocknerleistung bei gleich eingesetzter Trockenmittelmenge im Vergleich zum Einbau eines Trockners in sonst üblicher Weise in der Flüssigkeitsleitung in Strömungsrichtung hinter dem Verflüssiger. [0019] Since one anyway makes a phase separation between liquid and gaseous phase of the refrigerant in said collector, it provides in accordance with claim 19 to, by additionally arranging the otherwise usually required dryer cartridge in the liquid phase, for example, as shown in Figure shown. 6, in the collector itself. Thereby the drying capacity at the same amount of desiccant employed a dryer in otherwise conventional manner increases in the other compared to the incorporation in the fluid line downstream of the condenser.

[0020] Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen: [0020] The invention is explained below with reference to schematic drawings of several exemplary embodiments in more detail. Show it:

[0021] Fig. 1 eine Seitenansicht eines Reiseomnibusses mit betonter Herauszeichnung wirksamer Komponenten;
[0022] Fig. 2 eine Draufsicht in vergrößertem Maßstab auf die Anordnung in der Motorkammer bzw. Staukammer im Heck des Reisebusses unter Flur, insbesondere unter Bezug auf den in verschiedenen Varianten der Erfindung gemeinsamen Kältemittelkreislauf; [0021] FIG. 1 shows a side view of a touring bus with emphasized emphasis on effective components;
[0022] Figure 2 is a plan view in enlarged scale of the arrangement in the motor chamber or compression chamber in the rear of the coach under the floor, in particular with reference to the joint in different variants of the invention, the refrigerant circuit.

[0023] Fig. 3 eine schaltungsmäßige Gesamtansicht der Klimatisierungsanordnung mit Einbeziehung einer Variante, wobei eine weitere Variante in Fig. 4 in Teilansicht dargestellt ist; sowie die [0023] FIG. 3 shows an overall circuit view of the air conditioning arrangement including a variant, a further variant being shown in partial view in FIG. 4; as well as the

[0024] Fig. 5 und 6 den Kältemittelkreislauf mit Strömungsumkehr, wobei Fig. 5 die Betriebsweise als Wärmepumpe und Fig. 6 die Betriebsweise zur Kälteerzeugung beschreibt. [0024] Fig. 5 and 6, the refrigerant cycle with reverse flow, wherein Fig. 5, the operation of describing the operation as a heat pump, and Fig. 6 for refrigeration.

[0025] Fig. 1 zeigt einen Reisebus in Seitenansicht mit schematischer Darstellung der erfindungsgemäßen Klimatisierungsanordnung. Bei solchen Reisebussen sind in Längserstreckung zu beiden Seiten des Daches Dachkanäle 62 vorhanden. In den Dachkanälen selbst bzw. auf dem Dach sind Geräte zur Klimatisierung des Nutzraumes 10 eingebaut, die neben Einrichtungen zur Filterung, Förderung und Lenkung der Luft auch einen Wärmetauscher beinhalten, durch den die Umluft bzw. Frischluft abgekühlt wird, wobei die abgekühlte Luft über die Dachkanäle im Nutzraum 10 des Busses verteilt wird. [0025] Fig. 1 shows a Coach in side view with a schematic representation of the air conditioning assembly according to the invention. In such coaches, roof channels 62 are provided in the longitudinal direction on both sides of the roof. In the roof ducts themselves or on the roof, devices for air conditioning the utility space 10 are installed, which, in addition to devices for filtering, conveying and directing the air, also include a heat exchanger through which the circulating air or fresh air is cooled, the cooled air via the Roof channels is distributed in the usable space 10 of the bus.

[0026] Bei Klimatisierungsgeräten nach dem Stand der Technik ist zusätzlich in den meisten Fällen noch ein Heizungswärmetauscher zur Beheizung der Luft vorgesehen, [0026] In air-conditioning equipment according to the prior art nor a heating heat exchanger is additionally provided for heating the air in most cases,

während bei der erfindungsgemäßen Klimatisierungsanordnung lediglich eine Wasser/Luft-Wärmetauscheinrichtung vorgesehen ist, die je nach Temperatur des Wärmeträgerkreislaufes 2 die durchtretende Klimatisierungsluft entweder aufheizt oder abkühlt. [0027] Die Konditionierung des Wärmeträgerkreislaufes 2 erfolgt in einer kompakten Einbaueinheit 22, die in einem Stauraum am Heck des Busses meist im Unterflurbereich über dem Motorraum angeordnet ist, so daß gemäß Fig. 2 ein direkter Antrieb sowohl der Ventilatoreinrichtung 32 als auch der Verdichtereinrichtung 18 vom in Fig. 2 nicht dargestellten Antriebsmotor 60 mittels Transmissionsriemenantrieb 64 erfolgen kann.while in the air conditioning arrangement according to the invention, only one water / air heat exchange device is provided which, depending on the temperature of the heat transfer circuit 2, either heats or cools the air conditioning air passing through. [0027] The conditioning of the heat carrier circuit 2 is carried out in a compact installation unit 22, which is disposed in a storage space at the rear of the bus usually in the underfloor area above the engine compartment, so that according to FIG. 2, a direct drive both the fan 32 and the compressor means 18 from the drive motor 60, not shown in FIG. 2, by means of a transmission belt drive 64.

[0028] Der Transmissionsriemen 64 treibt dabei zunächst über eine Keilriemenscheibe 66, die den Antriebsanschluß 44 der Einbaueinheit 22 an den Antriebsmotor 60 bildet, eine Welle 68 an, auf der die Ventilatoreinrichtung 32 und eine weitere Keilriemenscheibe 70 montiert ist.
[0029] Von der Keilriemenscheibe 70 wird dann ebenfalls per Transmissionsriemenantrieb 64 die Verdichtereinrichtung 18 über eine weitere Keilriemenscheibe angetrieben. [0030] Zur Regelung der Kälteleistung kann die Keilriemenscheibe 66 mit einer Magnetkupplung zur Ein- und Ausschaltung des Verdichterantriebs versehen sein.
[0031] Auf der Welle 68 können auch mehrere Keilriemenscheiben 70 zum Antrieb mehrerer Verdichter 30 einer Verdichtereinrichtung 18 angeordnet sein. Zur besseren Leistungsregulierung ist es dann sinnvoll, die Keilriemenscheiben 70 zum Antrieb der Einzelverdichter 30 ebenfalls mit einer Magnetkupplung zu versehen, die ein temperaturabhängiges Zu- und Abschalten der Verdichter ermöglicht.
[0032] Aufgrund der üblichen Einbaulage des Antriebsmotors 60 ist eine Einbaulage der Einbaueinheit 22 im Heck des Reisebusses direkt neben dem Antriebsmotor 60 sinnvoll, wobei zur Ermöglichung eines minimalen Antriebsaufwandes die Achsen des Antriebsmotors 60 sowie die Achse der Welle 68 nahezu fluchten sollten. [0028] The transmission belt 64 drives initially via a V-belt pulley 66 of the installation unit forms the drive connection 44 22 to the drive motor 60, a shaft 68 on which the fan device 32 and a further pulley is mounted 70th
[0029] From the V-belt pulley 70 is then also driven by the transmission belt drive 64, the compressor means 18 via a further pulley. [0030] For controlling the cooling power, the V-belt pulley may be provided with a magnetic clutch for switching on and off of the compressor drive 66th
[0031] On the shaft 68 can also buy several pulleys 70 for driving a plurality of compressors compressor means 18 be disposed 30th For better power regulation, it is then sensible to provide the V-belt pulleys 70 for driving the individual compressors 30 with a magnetic coupling which enables the compressors to be switched on and off in a temperature-dependent manner.
[0032] Due to the usual mounting position of the drive motor 60 is an installation position of the installation unit 22 useful in the rear of the coach adjacent to the drive motor 60, the axes of the drive motor 60 and the axis of the shaft should be 68 virtually aligned to allow a minimum driving effort.

[0033] Aus der Achslage der Welle 68 ergibt sich auch die Einbaulage der Ventilatoreinrichtung 32, die entweder wie in Fig. 2 am in Fahrtrichtung hinteren Ende der Einbaueinheit 22 oder in Verlängerung der Welle 68 in nicht dargestellter Weise auch am in Fahrtrichtung vorderen Ende der Einbaueinheit 22 angeordnet sein kann.
[0034] In Fig. 2 ist weiterhin eine mögliche Anordnung der Kältemittelkreislaufkomponenten dargestellt, während der Wärmeträgerkreislauf 2 bis auf die wasserseitigen Anschlüsse am Plattenverdampfer 36 der Einfachheit halber weggelassen wurde.From the axial position of the shaft 68 also results in the installation position of the fan device 32, which is either as in Fig Installation unit 22 can be arranged.
In Fig. 2 a possible arrangement of the refrigerant circuit components is also shown, while the heat transfer circuit 2 has been omitted except for the water-side connections on the plate evaporator 36 for the sake of simplicity.

[0035] Bei dem Kältemittelkreislauf in Fig. 2 handelt es sich um einen im Bus üblichen Kältemittelkreislauf, bei dem das Kältemittel vom Verdichter 30 über die Heißgasleitung 72 dem Verflüssiger 34 zugeführt wird, den das Kältemittel nach Verflüssigung durch die Flüssigkeitsleitung 74 wieder verläßt. Im Sammler 76 erfolgt die Gasabsonderung und Flüssigkeitsspeicherung sowie bei Einbau einer Trocknerpatrone auch die Trocknung des Kältemittels.
[0036] Aus dem Sammler 76 tritt das Kältemittel über das Expansionsventil 78 in den Plattenverdampfer 36 ein, in dem es durch Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeträgerkreislauf 2 verdampft und als Gas über die Saugleitung 80 vom Verdichter 30 wieder angesaugt wird.
[0037] Die Kühlung bzw. Verflüssigung des Kältemittels im Verflüssiger 34 erfolgt durch Umgebungsluft, die über eine Öffnung 82 in der Busaußenwand 84 von der Ventilatoreinrichtung 32 angesaugt und über eine Austrittsöffnung 86 wieder entgegen der Fahrtrichtung ausgeblasen wird.
[0038] Durch die Anordnung des kompletten Kältemittelkreislaufes 16 in der Einbaueinheit 22 reicht für die Versorgung der im Dachkanal 62 angeordneten Klimatisierungsanordnung die Verlegung von Wasserleitungen eines Wärmeträgerkreislaufes 2 aus, die im Heck des Busses zunächst vertikal nach oben und dann in den Dachkanälen 62 bis zur Wasser/Luft-Wärmetauscheinrichtung 8 geführt werden.
[0039] Um die Ansprechgeschwindigkeit der Klimatisierungsanordnung zu verbessern wird gem. Fig. 3 der Wärmeträgerkreislauf 2 in einen äußeren und einen inneren Wärmeträgerkreislauf 4, 6 aufgeteilt. [0035] In the refrigerant circuit in Fig. 2 is a conventional bus refrigerant circuit in which the refrigerant is supplied from the compressor 30 through the hot gas line 72 to the condenser 34, the refrigerant after liquefaction through the fluid line 74 leaves it again. The gas separation and liquid storage takes place in the collector 76 and, if a dryer cartridge is installed, the refrigerant is also dried.
[0036] From the plate evaporator 36 to the accumulator 76 the refrigerant passes through the expansion valve 78 a, in which it is vaporized by receiving heat from the heat transfer circuit 2, and sucked as gas via the suction line 80 from the compressor 30 again.
[0037] The cooling and liquefaction of the refrigerant in the condenser 34 is effected by ambient air that is drawn in through an opening 82 in the Busaußenwand 84 of the fan 32 and blown out in the rearward direction via an outlet opening 86th
[0038] Due to the arrangement of the entire refrigerant circuit 16 in the mounting unit 22 is sufficient to supply the arranged in the roof channel 62 air conditioning arrangement, the laying of water pipes of a heat carrier circuit 2 of the first vertically at the rear of the bus upwards and then into the roof channels 62 to Water / air heat exchange device 8 are performed.
Is [0039] To the response speed of the air conditioning assembly according to improve. Fig. 3 of the heat carrier circuit 2 into an outer and an inner heat transfer circuit 4, divided. 6

[0040] Dabei kann das Wasser durch jeweils eine Pumpe 54 sowohl im inneren Wärmeträgerkreislauf 6 als auch im äußeren Wärmeträgerkreislauf 4 unabhängig voneinander zirkulieren. [0040] In this case, the water can in each case by a pump 54, both in the internal heat carrier circuit 6 as to circulate independently in the outer heat transfer circuit. 4

[0041] Die als Ladepumpe im inneren Wärmeträgerkreislauf 6 eingebaute Pumpe 54 ist zumindest solange in Betrieb, bis das Wasser im inneren Kreislauf 6 die in der Regelung vorgegebene Sollwerttemperatur von z. B. -10⁰C erreicht hat. Je nach Kälteanforderung, die z. B. über Luftaustrittsfühler der Wasser/Luft-Wärmetauscheinrichtung über eine Regelung festgelegt wird, läßt die Stellung des Dreiwege-Mischventils 88 einen Austritt von 0 bis 100% des Wassers aus dem inneren Wärmeträgerkreislauf 6 in den äußeren Wärmekreislauf 4 zu. [0041] The built-in as a charge pump in the internal heat carrier circuit 6 pump 54 is at least as long in operation until the water in the internal circuit 6, the predetermined value in the control target temperature of z. B. -10 ⁰ C has reached. Depending on the refrigeration requirement, the z. B. is set via an air outlet sensor of the water / air heat exchange device via a control system, the position of the three-way mixing valve 88 allows 0 to 100% of the water to escape from the inner heat transfer circuit 6 into the outer heat circuit 4 .

[0042] Bei Kälteanforderung null wird das Wasser im inneren Wärmeträgerkreislauf 6 durch die Pumpe 54 über den Plattenverdampfer 36 und den Wasserspeicher 20 sowie das Dreiwege-Mischventil 88 im Umlauf getrieben, wobei der Verdichter 30 so lange in Betrieb ist, bis die geforderte Schalttemperatur des Wassers im inneren Kreislauf 6 erreicht ist. [0042] In refrigeration request null the water in the inner heat transfer circuit 6 by the pump 54 through the plate evaporator 36 and the water reservoir 20 as well as the three-way mixing valve 88 is driven in circulation, the compressor 30 is so long in operation until the required switching temperature of the Water in the inner circuit 6 is reached.

[0043] Ist die Kälte- bzw. die Wärmeanforderung null, so wird auch im äußeren Wärmeträgerkreislauf 4 das Wasser von der Pumpe 54 über das in diesem Regelzustand voll offene Motorventil 90 im Kreislauf geführt.
[0044] Bei Anforderung von Kälteleistung wird einerseits das Motorventil 90 geschlossen und andererseits das Dreiwege-Mischventil für den Durchtritt vom inneren in den äußeren Wärmeträgerkreislauf geöffnet, so daß unmittelbar das im inneren Wärmeträgerkreislauf 6 und insbesondere im Wasserspeicher 20 enthaltene abgekühlte Wasser in den äußeren Wärmeträgerkreislauf 4 eintreten kann, und dort in der Wasser/Luft-Wärmetauscheinrichtung eine schnelle Abkühlung der Klimatisierungsluft ermöglicht.
[0045] Bei Anforderung von Heizleistung wird analog zur Kühlleistungsanforderung ebenfalls das Motorventil 90 geschlossen und gleichzeitig das Motorventil 92 geöffnet, das Kühlwasser aus dem Wasserkühlungskreislauf 12 in den äußeren Wärmeträgerkreislauf 4 strömen läßt.
[0046] Im Regelfall werden die Motorventile 90 und 92 bei Anforderung von Heizleistung jeweils gegenläufig geschlossen bzw. geöffnet. Das gleiche gilt bei Anforderung von Kälteleistung für das Motorventil 90 und das Dreiwege-Mischventil 88. Das über den eingangsseitigen Anschluß 122 in den Wärmeträgerkreislauf 2 eintretende Kühlwasser (im Heizfall) bzw. das abgekühlte Wasser des inneren Wärmeträgerkreislaufes 6 wird zusammen mit dem über das Motorventil 90 beigemischten Rücklaufwasser in der Zulaufleitung 94 des äußeren Wärmeträgerkreislaufes 4 von der im Heck des Busses positionierten Einbaueinheit 22 bis zur Wasser/Luft-Wärmetauscheinrichtung 8 im Dachkanal 62 des Busses geführt und heizt bzw. kühlt je nach Temperatur, die durch die Wasser/Luft-Wärmetauschereinrichtung 8 geführte Klimatisierungsluft. Über die Rücklaufleitung 96 des äußeren Wärmeträgerkreislaufes 4 wird das Wasser von der Wärmetauscheinrichtung 8 zum ausgangsseitigen Anschluß 48 des äußeren Wärmeträgerkreislaufes 4 geführt und strömt je nach Wärme- bzw. Kälteanforderung in den inneren Wärmeträgerkreislauf 6 bzw. in den Wasserkühl- [0043] If the refrigeration or heating requirement is zero, is also performed in the outer heat transfer circuit 4, the water from the pump 54 via the fully open state in this control engine valve 90 in the circuit.
[0044] In the case of requirement of cooling capacity, the engine valve 90 is on the one hand closed and the other open the three-way mixing valve for the passage from the inner into the outer heat transfer medium circuit, so that immediately the cooled water contained in the internal heat carrier circuit 6 and in particular in the water reservoir 20 in the outer heat transfer circuit 4 can occur, and there in the water / air heat exchange device enables rapid cooling of the air conditioning air.
[0045] In the case of requirement of heat output is analogous to the closed cooling power demand also the engine valve 90 and simultaneously open the engine valve 92, allows the cooling water in the water cooling circuit 12 to flow into the outer heat transfer circuit. 4
[0046] As a rule, the engine valves are respectively closed in opposite directions 90 and 92 at request of heating power or opened. The same applies when cooling power is requested for the motor valve 90 and the three-way mixing valve 88. The cooling water entering the heat transfer circuit 2 via the inlet connection 122 (in the case of heating) or the cooled water of the inner heat transfer circuit 6, together with that via the motor valve 90 admixed return water in the supply line 94 of the outer heat transfer circuit 4 from the installation unit 22 positioned in the rear of the bus to the water / air heat exchanger 8 in the roof duct 62 of the bus and heats or cools depending on the temperature caused by the water / air Heat exchanger device 8 guided air conditioning air. Via the return line 96 of the outer heat transfer circuit 4, the water is conducted from the heat exchange device 8 to the outlet connection 48 of the outer heat transfer circuit 4 and flows into the inner heat transfer circuit 6 or the water cooling system depending on the heat or cold requirements.

kreislauf 12 oder wird über das Motorventil 90 und die Pumpe 54 wieder dem eingangsseitigen Anschluß 46 zum äußeren Wärmeträgerkreislauf 4 zugeführt.
[0047] Im Wasserkühlkreislauf 12 wird das Motorkühlwasser durch die Wasserpumpe 98 und das Thermostatventil 100 je nach Wassertemperatur entweder über die Bypassleitung 102 oder über den Wasserkühler 104 geführt.
[0048] Der Kältemittelkreislauf 16 in Fig. 3 ist zur Verbesserung der Leistung des Plattenverdampfers 36 mit einer Fix-Orifice 38 ausgerüstet, die unterhalb der Auslegungsleistung den Plattenverdampfer mit einem Überangebot an flüssigem Kältemittel versorgt, so daß zumindest bei Teillast die innere Wärmeübertragungsfläche des Plattenwärmetauschers optimal mit flüssigem Kältemittel versorgt ist. Um den Verdichter vor Flüssigkeitsschlägen zu schützen ist nach dem Plattenverdampfer ein saugseitiger Sammler 42 angeordnet, der einen Flüssigkeitsabscheider 106 und eine Trocknerpatrone 108 beinhalten kann.
[0049] Eine vergrößerte Kältespeicherleistung des inneren Wärmeträgerkreislaufes 6 nach Fig. 3 kann man wie in Fig. 4 dargestellt durch einen Kältespeicher 24 erreichen. Im Kältespeicher 24 erfolgt eine direkte metallische Wärmeübertragung vom Kältekreislauf 16 auf den Wärmeträgerkreislauf 2 über eine metallische Leitverbindung 28. Zur Speicherung ist zwischen der Verrohrung des Kältemittelkreislaufes 16 sowie der Verrohrung des Wärmeträgerkreislaufes 2 und der metallischen Leitverbindung 28 eine phasenwandelnde Masse angeordnet. Bei den Betriebsbedingungen bei Klimatisierungseinrichtungen eines Reisebusses wird für die phasenumwandelnde Masse vorteilhafterweise Wasser mit einem geringen Glykolanteil verwendet, das einerseits eine Sprengwirkung des Wassers bei Umwandlung des Aggregatzustandes vom flüssigen in die feste Phase verhindert und andererseits die Phasenumwandlungstemperatur herabsetzt. Kommt zu der Phasenumwandlung noch eine mögliche Temperaturerhöhung des Speichermittels von 20⁰C dazu, so kann pro kg Wasser ca. 1230 Watt pro kg und h eingespeichert werden, so daß bei einem Speicherinhalt von 100 kg Wasser eine Spitzenlast von 20 kW 36 min aufrecht erhalten werden kann. [0050] Die Kältekreislaufkomponenten in Fig. 3 sind analog zu Fig. 2 mit einer Festdrossel 38 und saugseitigem Sammler 42. circuit 12 or is fed back to the inlet-side connection 46 to the external heat transfer circuit 4 via the motor valve 90 and the pump 54.
[0047] In the water cooling circuit 12, the engine cooling water by the water pump 98 and the thermostat valve is performed depending on water temperature, either through the bypass line 102 or the water cooler 104,100.
The refrigerant circuit 16 in Fig. 3 is equipped to improve the performance of the plate evaporator 36 with a fix orifice 38, which supplies the plate evaporator with an oversupply of liquid refrigerant below the design performance, so that at least at part load, the inner heat transfer surface of the plate heat exchanger is optimally supplied with liquid refrigerant. In order to protect the compressor from liquid hammers, a suction-side collector 42, which can contain a liquid separator 106 and a dryer cartridge 108, is arranged after the plate evaporator.
[0049] An enlarged refrigerant storage capacity of the internal heat carrier circuit 6 of FIG. 3 can be achieved as shown in Fig. 4 by a cold accumulator 24. In the cold storage 24 there is a direct metallic heat transfer from the refrigeration circuit 16 to the heat transfer circuit 2 via a metallic conduction connection 28. For storage, a phase-changing compound is arranged between the piping of the refrigerant circuit 16 and the piping of the heat transferring circuit 2 and the metallic conduction connection 28. In the operating conditions of the air-conditioning equipment of a coach, water with a low glycol content is advantageously used for the phase-changing mass, which on the one hand prevents the water from breaking up when the state of aggregation is converted from the liquid to the solid phase and on the other hand lowers the phase transition temperature. If, in addition to the phase transformation, there is a possible temperature increase of the storage means of 20 ^° C., then approx. 1230 watts per kg and h can be stored per kg of water, so that with a storage content of 100 kg of water, a peak load of 20 kW is maintained for 36 min can be. [0050] The refrigerant circuit components in FIG. 3 are similar to Fig. 2 with a fixed throttle 38, and suction-side manifold 42.

[0051] Eine weitere Verbesserung des Verdampferwirkungsgrades insbesondere im Vollastbetrieb kann durch die Verwendung einer Ejektordüse 40 gemäß Fig. 6 erreicht werden. Im Kältemittelkreislauf gem. Fig. 6 ist mittels den durchgezogenen Linien die Kältemittelführung bei Betrieb als Kälteanlage dargestellt, während die strichpunktierte Linienführung die Kältemittelführung für den Wärmepumpenbetrieb wiedergibt. [0051] A further improvement of the efficiency of the evaporator in particular in the full load operation, by the use of an ejector nozzle 40 in FIG. 6 are achieved. In the refrigerant circuit according to FIG. 6, the solid lines show the refrigerant routing during operation as a refrigeration system, while the dash-dotted lines reproduce the refrigerant routing for heat pump operation.

[0052] Bei Betrieb als Kälteanlage sind dabei die Magnetventile 110 im strichpunktierten Kältemittelkreislauf geschlossen. [0052] The solenoid valves are 110 closed dashed refrigerant circuit When operating as a refrigeration system.

[0053] Bei dem Kältemittelkreislauf gemäß Fig. 6 wird durch den Verdichter 30 das gasförmige Kältemittel in den Verflüssiger 34 gefördert und dort durch die Umgebungsluft, die in Strömungsrichtung gem. dem mit X gekennzeichneten Pfeil geführt wird, verflüssigt. Das verflüssigte Kältemittel wird über die Flüssigkeitsleitung 74 einer Düse 112 im Ejektor 40 zugeführt. Durch die starke Querschnittsverengung in der Düse 112 wird das Kältemittel vom Verflüssigungsdruck auf den Verdampfungsdruck gedrosselt. Durch die hohe Geschwindigkeit des aus der Düse 112 austretenden Flüssigkeitsstrahls stellt sich im Saugraum 114 des Ejektors 40 ein geringerer Druck als im Diffusor 116 ein, in dem die hohe Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls wieder abgebaut wird. Der Diffusor 116 endet unmit telbar im saugseitigen Sammler 42, in dem die flüssige und die gasförmige Phase getrennt wird. Die flüssige Phase gelangt über eine Trocknerpatrone 108 und die Flüssigkeitsleitung 118 in den Plattenverdampfer 36, wo ein Großteil des Kältemittels verdampft und dann wieder vom Saugraum 114 des Ejektors 40 angesaugt wird. Die Umwälzung des Kältemittels erfolgt dabei über den Druckrückgewinn durch den Geschwindigkeitsabbau des Flüssigkeitsgasstrahls aus der Düse 112 im Diffusor 116 des Ejektors 40. [0054] Auf diese Weise wird der Plattenverdampfer 36 am Eintritt mit 100% flüssigem Kältemittel beaufschlagt, so daß die Verteilung des Kältemittels in den Platten bzw. auf die einzelnen Platten keine Probleme bereitet. Da weiterhin der Flüssigkeitsmassenstrom erheblich größer ist als durch die Leistung im Verdampfer 36 verdampfen kann ist auch am Austritt noch ein sehr hoher Flüssigkeitsanteil vorhanden, der sicherstellt, daß die gesamte Platte flüssigkeitsbeaufschlagt ist. [0053] In the refrigerant circuit shown in FIG. 6 is conveyed through the compressor 30, the gaseous refrigerant in the condenser 34, and is guided there by the ambient air, the gem in the flow direction. The arrow marked X, liquefied. The liquefied refrigerant is fed to a nozzle 112 in the ejector 40 via the liquid line 74. Due to the strong cross-sectional constriction in the nozzle 112 , the refrigerant is throttled from the condensing pressure to the evaporation pressure. The high speed of the liquid jet emerging from the nozzle 112 results in a lower pressure in the suction chamber 114 of the ejector 40 than in the diffuser 116 , in which the high speed of the liquid jet is reduced again. The diffuser 116 ends immediately in the suction-side collector 42, in which the liquid and gaseous phases are separated. The liquid phase reaches the plate evaporator 36 via a dryer cartridge 108 and the liquid line 118 , where a large part of the refrigerant evaporates and is then sucked in again by the suction chamber 114 of the ejector 40. The circulation of the refrigerant takes place via the pressure recovery through the reduction in speed of the liquid gas jet from the nozzle 112 in the diffuser 116 of the ejector 40. In this way, the plate evaporator 36 is acted upon at the inlet with 100% liquid refrigerant, so that the distribution of the refrigerant does not cause any problems in the panels or on the individual panels. Since the liquid mass flow is also considerably greater than can be evaporated by the power in the evaporator 36, a very high proportion of liquid is also present at the outlet, which ensures that the entire plate is exposed to liquid.

[0055] Während in Fig. 6 der Kältemittelkreislauf 16 als Kältekreislauf in bezug auf den Wärmeträgerkreislauf 2 betrieben wird, ist in Fig. 5 die Betriebsweise als Wärmepumpen mit der durchgezogenen Linienführung dargestellt. Zusätzlich sind wie in Fig. 6 auch die Kältemittelleitungen für den Betrieb als Kälteanlage strichpunktiert eingezeichnet. [0056] Die Magnetventile 110 in den strichpunktierten Leitungsführungen sind beim Betrieb als Wärmepumpe gem. Fig. 5 geschlossen. Durch die geänderte Rohrleitungsführung wird nun die Kältemitte/Wasser-Wärmetauscheinrichtung 14 nicht mehr als Verdampfer und somit zum Abkühlen des Wärmeträgerkreislaufes 2 verwendet, sondern es liegt ein Betrieb als Verflüssiger vor, bei dem das Heißgas vom Verdichter 30, das über die Heißgasleitung 72 zur Kältemittel/Wasser-Wärmetauscheinrichtung 14 geführt wird, in der das Kältemittel zunächst enthitzt und dann verflüssigt wird. Dadurch wird der Wärmeträgerkreislauf 2 aufgeheizt. [0057] Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Standheizung wird außer der im Hilfsmotor 58 eingesetzten Primärenergie auch noch Umgebungswärme aufgenommen, die über den Verflüssiger 34 der im Wärmepumpenbetrieb als Verdampfer eingesetzt ist von der Umgebungsluft aufgenommen wird. [0055] While in Fig. 6 of the refrigerant circuit 16 is operated as a refrigeration cycle with respect to the heat transfer circuit 2, the operation is shown in FIG. 5 as a heat pump by the solid lines. In addition, as in FIG. 6, the refrigerant lines for operation as a refrigeration system are also shown in dash-dotted lines. [0056] The solenoid valves 110 in the chain-dotted line guides are closed during operation as a heat pump according. Fig. 5. As a result of the changed pipeline routing, the refrigerant / water heat exchange device 14 is no longer used as an evaporator and thus for cooling the heat transfer circuit 2, but rather it is operated as a condenser in which the hot gas from the compressor 30, which is sent via the hot gas line 72 to the refrigerant / Water heat exchange device 14 is performed, in which the refrigerant is first de-heated and then liquefied. As a result, the heat transfer circuit 2 is heated up. [0057] In contrast to a conventional heating is used in addition to the auxiliary motor 58 primary energy also recorded ambient heat via the condenser 34 is used as an evaporator in heat pump operation is received by the ambient air.

[0058] Aus diesem Grund ist mit einer wesentlichen Treibstoffeinsparung zu rechnen. [0058] For this reason to expect a significant fuel savings.

[0059] Durch die in Fig. 5 mit durchgezogenen Linien dargestellte Kältemittelleitungsführung wird die Durchflußrichtung gegenüber Fig. 6 in beiden Wärmetauschern nicht verändert. Lediglich die Funktion der Wärmetauscher wird umgepolt, so wird aus dem ehemaligen Verflüssiger der Verdampfer der Wärmepumpeneinrichtung gemäß Fig. 5.
[0060] Durch den Einsatz eines saugseitigen Sammlers 42 ist jedoch in jedem Betriebszustand insbesondere bei Umschalten vom Kühlbetrieb in Wärmepumpenbetrieb der Verdichter vor Flüssigkeitsschlägen gesichert. Dies kann durch Einsatz eines inneren Wärmetauschers im saugseitigen Sammler 42 noch verbessert werden, wenn man das aus dem Verflüssiger austretende flüssige Kältemittel in einer Rohrschlange vor der Drosselung in der Düse 112 noch durch den saugseitigen Sammler 42 führt und so das vom Verdichter angesaugte Sauggas überhitzt.Due to the refrigerant line routing shown in FIG. 5 with solid lines, the flow direction is not changed compared to FIG. 6 in both heat exchangers. Only the function of the heat exchangers is reversed, so the former condenser becomes the evaporator of the heat pump device according to FIG. 5.
[0060] By using a suction-side collector 42 is, however, ensured in any operating condition, in particular when switching from the cooling operation in heat pump mode the compressor from liquid slugging. This can be further improved by using an internal heat exchanger in the suction-side collector 42 if the liquid refrigerant exiting the condenser is fed through the suction-side collector 42 in a pipe coil in front of the throttling in the nozzle 112 , thus overheating the suction gas drawn in by the compressor.

[0061] Um eine selbständige Funktion als Standheizung zu gewährleisten muß in der Einbaueinheit 22 ein zusätzlicher Hilfsmotor 58 eingebaut sein, der den Verdichter 30 auch bei Stillstand des Antriebsmotors 60 antreibt.
[0062] Ist ein solcher Hilfsmotor 58 vorhanden, so kann im S Fig. 6 der Kältemittelkreislauf im Sommer auch als Standkühlanlage eingesetzt werden, die keinen Betrieb des Antriebsmotors 60 erfordert.
[0063] Um eine industrielle Vorfertigung von möglichst [0061] To an independent function must ensure as a heater be incorporated in the installation unit 22, an additional auxiliary motor 58, which drives the compressor 30 even at standstill of the drive motor 60th
[0062] If such an auxiliary motor 58 is present, 6 of the refrigerant circuit can also be used in summer as a stand in the refrigerator S Fig. Requiring no operation of the drive motor 60.
[0063] To an industrial prefabrication of possible

vielen Komponenten der Klimatisierungsanordnung zu ermöglichen, kann außer dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Teil des Wärmeträgerkreislaufes 2 auch der gesamte innere Wärmeträgerkreislauf 6 gem. Fig. 3 enthalten sein, der durch die Rohrleitungsverbindungen 50 gebildet wird. [0064] Die Einbaueinheit enthält dann alle Ventile 52 sowie Pumpen 54 und die Regelung und Steuerung, die für den gesamten Betrieb des Wärmeträgerkreislaufes 2 erforderlich sind. Für den Anschluß an den äußeren Wärmeträgerkreislauf 4 sind die eingangsseitigen bzw. ausgangsseitigen An-Schlüsse 46, 48 an der Einbaueinheit 22 außen angebracht. Für den Anschluß an den Kühlkreislauf 12, der für die Heizung erforderlich ist, stehen die eingangsseitigen bzw. die ausgangsseitigen Anschlüsse 120,122 zur Verfügung.To enable many components of the air conditioning arrangement, in addition to the part of the heat carrier circuit 2 shown schematically in FIG. 2, the entire inner heat carrier circuit 6 according to FIG. [0064] The installation unit will then contain all of the valves 52 and pump 54 and the regulation and control that are required for the entire operation of the heat carrier circuit. 2 For the connection to the outer heat transfer circuit 4, the inlet-side and outlet-side connections 46, 48 are attached to the outside of the installation unit 22. For the connection to the cooling circuit 12, which is required for the heating, the input-side and the output-side connections 120, 122 are available.

Claims

15 claims

1. Air conditioning arrangement for commercial vehicles, in particular buses, with a heat transfer circuit (2) which is in heat exchange via a water / air heat exchange device (8) with at least one fresh air or circulating air flow for air conditioning the utility space (10) of the commercial vehicle and for cooling purposes is in heat exchange with a refrigerant circuit (16) via a refrigerant / water heat exchange device (14) and communicates with the water cooling circuit (12) of the drive motor (60) for heating purposes, in particular in the flow circuit, while the heat transfer circuit (2) is separated from the water cooling circuit (12) for cooling purposes ) of the drive motor (60) can be circulated uncoupled, and in particular the refrigerant circuit (12) is arranged outside the utility space (10) of the utility vehicle, and its compressor device (18) can be driven by the drive motor (60), characterized in that the refrigerant / water heat exchange device (14) a plate evaporator (36) which, based on the flow direction of the refrigerant, is provided on the inlet side with a refrigerant throttle via a fixed throttle (38) and on the outlet side with a refrigerant collector (42) on the suction side with respect to the compressor (30).

2. Air conditioning arrangement according to claim 1, characterized in that the fixed throttle is an ejector nozzle (40) is.

3. Air conditioning arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the heat transfer medium circuit (2) in an external circuit provided for air conditioning the utility space (10) of the utility vehicle (4) and can be subdivided into an inner circuit (6), and that in the inner circuit (6) a water reservoir (20) is included with such a storage volume that the specific heat capacity of the internal circuit (6) is at least 10 Wh / K.

4. Air conditioning arrangement according to claim 3, characterized in that the water in the outer Circuit (4) and the water in the inner circuit (6) can be circulated independently.

5. Air conditioning arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the heat carrier circuit (2) both the outer circuit (4) and the inner circuit (6) together with the memory during operation (20) passes through.

6. Air conditioning arrangement according to one of claims 3 to 5, characterized in that the whole inner Circuit (6) arranged outside the utility space (10) of the utility vehicle and with the refrigerant circuit (16) is combined to form an installation unit (22).

7. Air conditioning arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the refrigerant / water heat exchange device (14) is designed as a cold store (24) in which both the refrigerant circuit (16) and the heat transfer circuit (2) in heat exchange with a phase-changing mass (26) stand.

8. Air conditioning arrangement according to claim 7, characterized in that the phase changing Mass (26) is a mass that stores latent heat.

9. Air conditioning arrangement according to claim 8, characterized in that the latent heat storing Mass (26) is water with a disintegrating effect by expansion preventing additive.

10. Air conditioning arrangement according to claim 9, characterized in that the addition is a smaller one Amount of glycol as a glycol additive in the cooling water.

11. Air conditioning arrangement according to one of claims 7 to 10, characterized in that in the Water / air heat exchange device, a metallic heat conduction connection (28) between the refrigerant circuit (16) and the heat transfer circuit (2) is formed.

12. Air conditioning arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that the compressor device (18) several compressors, which can preferably be switched on separately in the refrigerant circuit (16) (30), all of which can be driven by the drive motor (60).

13. Air conditioning arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that one Fan device (32) for air cooling of the condenser (34) of the refrigerant circuit (16) of the Drive motor (60) can be driven.

14. Air conditioning arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized by a summary as a built-in unit (22) which, as external connections, has a drive connection (44) on the drive motor (60) and the inlet and outlet connections (46, 48) of the heat transfer circuit (2), in Has the case of claims 1 to 4 of the external circuit (4), and optionally electrical connections.

15. Air conditioning arrangement according to claim 14, characterized in that in the installation unit (22) and the pipeline connections (50) together with active elements such as valves (52) and / or pumps (54) for connecting the cooling circuit (12) of the drive motor (60) are included in the heat transfer circuit (2) for heating purposes and associated input and output connections (120, 122) of the installation unit (22) to the cooling circuit (12) of the drive motor (60) are provided.

16. Air conditioning arrangement according to claim 14 or

15, characterized by the inclusion of an auxiliary heater (56) in the installation unit (22).

17. Air conditioning arrangement according to claim 15 or

16, characterized by the inclusion of an auxiliary engine (58) for the mechanical drive of the compressor (30) and the fan (32) of the refrigerant circuit (16) for auxiliary cooling and / or auxiliary heating, the latter case with appropriate piping and vice versa the refrigerant flow direction in the refrigerant circuit (16) as a heat pump.

18. Air conditioning arrangement according to claim 2 and optionally one of claims 3 to 17, characterized characterized in that the ejector (40) for the circulation of 100% liquid refrigerant through the plate

ten evaporator (36) is designed.

19. Air conditioning arrangement according to claim 18, characterized in that the liquid phase of the refrigerant from a collector (42) on the suction side with respect to the compressor device (18) via a drying 5 nerpatrone (108) is fed to the plate evaporator (36).

20. Air conditioning arrangement according to one of claims 1 to 19, characterized in that the refrigerant circuit (16) is designed in a compact design.

In addition 4 page (s) drawings

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