Die Erfindung betrifft einen Kompressions-Kältemittelkreislauf einer Klimaan
lage insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer Maßnahme zur Beeinflus
sung des Kältemitteldruckes, insbesondere des Druckniveaus stromauf des
Kompressors, in Abhängigkeit von zumindest einer Randbedingung. Zum
technischen Umfeld wird insbesondere auf die DE 37 06 152 A1 verwiesen.The invention relates to a compression refrigerant circuit of an air conditioner
was especially for a motor vehicle with a measure to influence
solution of the refrigerant pressure, in particular the pressure level upstream of the
Compressor, depending on at least one constraint. To the
technical environment, reference is made in particular to DE 37 06 152 A1.
Die Komponenten von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen werden zumeist im Hin
blick auf maximale Kälteleistungserzeugung konzipiert, d. h. neben einem
leistungsfähigen Kompressor für das in einem Kreislauf umgewälzte Kälte
mittel ist insbesondere auch ein entsprechend angepaßter Kondensator zur
Rückkühlung des Kältemittels vorgesehen. Nun wird aber die Klimaanlage
eines Kraftfahrzeuges nicht nur dann betrieben, wenn hohe Kälteleistung
gefragt ist, sondern auch an Regentagen oder an Tagen mit niedriger Au
ßentemperatur, um auch hier ein angenehmes Klima im Innenraum des
Kraftfahrzeuges zu erhalten. Zwangsläufig ist aufgrund der dann niedrigen
Kälteleistungsanforderung auch das Druckniveau im Kältemittelkreislauf re
lativ niedrig. Insbesondere wenn als Kompressor ein solcher nach dem Bau
prinzip der Flügelzelle verwendet wird, können in diesem dann undefinierte
Arbeitsbedingungen entstehen. Diese wirken sich so aus, daß der notwendi
ge Anpreßdruck der Flügel an die Laufbahnen des Kompressors mangels
Hochdruck nicht zustande kommt. Die Folge hiervon sind unerwünschte
teilweise lautstarke Betriebsgeräusche der Klimaanlage bzw. insbesondere
des Kompressors.The components of automotive air conditioning systems are mostly in the Hin
designed for maximum refrigeration power generation, d. H. next to one
powerful compressor for circulating cold
medium is in particular a correspondingly adapted capacitor for
Recooling of the refrigerant is provided. But now the air conditioning
of a motor vehicle not only operated when high cooling capacity
is in demand, but also on rainy days or on days with low Au
outside temperature to ensure a pleasant climate in the interior of the
Get motor vehicle. Is inevitable because of the then low
Refrigeration capacity requirement also right the pressure level in the refrigerant circuit
relatively low. Especially if it is a compressor after construction
principle of the wing cell is used, it can then be undefined
Working conditions arise. These have the effect that the necessary
The contact pressure of the blades against the raceways of the compressor is lacking
High pressure does not come about. The consequences of this are undesirable
partly loud operating noises of the air conditioning system or in particular
of the compressor.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist
Aufgabe der vorliegenden Erfindung.A remedial measure for these problems is to be shown
Object of the present invention.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß (als Randbe
dingung) Druckschwingungen im Kältemittelkreislauf mittels eines Schwin
gungsaufnehmers erfaßt und durch die geeignete Maßnahme über eine
Druckerhöhung abgebaut werden. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen
sind Inhalt der Unteransprüche.The solution to this problem is characterized in that (as Randbe
condition) pressure vibrations in the refrigerant circuit by means of a vibration
acquisition sensor and by the appropriate measure over a
Pressure increase can be reduced. Advantageous training and further education
are the content of the subclaims.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, den Druck im Kältemittelkreis
lauf gezielt dann zu erhöhen, wenn Druckschwingungen, die die oben ge
schilderten unerwünschten Folgen haben können, auftreten. Zur Druckerhö
hung wird dabei eine geeignete Maßnahme ergriffen, und zwar in Abhängig
keit von einer Randbedingung, nämlich den genannten Druckschwingungen.
Zwar ist es aus der eingangs genannten DE 37 06 152 A1 bereits bekannt,
einen Kältemittelkreislauf mittels einer Steuerschaltung derart zu steuern,
daß die Kompressorleistung, die Kondensatorleistung und/oder die Ver
dampferleistung in geeigneter Weise beeinflußt werden können, wobei in
dieser Schrift ebenfalls Maßnahmen zur Beeinflussung des Druckniveaus im
Kältemittelkreislauf vorgesehen sind, jedoch erfolgt dort die Steuerung im
Hinblick auf einen optimalen Wirkungsgrad der Kraftfahrzeug-Klimaanlage.
Aus diesem Grunde können bei dieser bekannten Klimaanlage zwar eine
Vielzahl von Randbedingungen berücksichtigt werden, wie beispielsweise die
Temperatur des Kältemittels, oder insbesondere auf der Hochdruckseite des
Kompressors auch der Druck des Kältemittels, jedoch ist in dieser Schrift nur
vom Absolutwert des Kältemitteldruckes die Rede, und insbesondere nur
vom Druck auf der Hochdruckseite des Kompressors. In der vorliegenden
Erfindung hingegen ist der Kältemitteldruck stromauf des Kompressors, d. h.
auf dessen Saugseite oder Niederdruckseite von besonderer Bedeutung, da
in diesem Bereich die geschilderten Druckschwingungen auftreten, welche
dann durch eine Druckerhöhung im Kältemittelkreislauf insbesondere auf der
Kompressor-Saugseite eliminiert werden sollen.The pressure in the refrigerant circuit is thus proposed according to the invention
then increase it if pressure fluctuations that exceed the above ge
described undesirable consequences may occur. To the printer
A suitable measure is taken, depending on the situation
speed of a boundary condition, namely the pressure vibrations mentioned.
It is already known from DE 37 06 152 A1 mentioned at the beginning,
to control a refrigerant circuit by means of a control circuit,
that the compressor power, the capacitor power and / or the Ver
steamer performance can be influenced in a suitable manner, wherein in
this document also measures to influence the pressure level in the
Refrigerant circuit are provided, but control takes place there
With regard to an optimal efficiency of the automotive air conditioning system.
For this reason, a known
A variety of boundary conditions are taken into account, such as
Temperature of the refrigerant, or in particular on the high pressure side of the
Compressor also the pressure of the refrigerant, however, is only in this document
talk about the absolute value of the refrigerant pressure, and in particular only
from the pressure on the high pressure side of the compressor. In the present
In contrast, the invention is the refrigerant pressure upstream of the compressor, i. H.
of particular importance on its suction side or low pressure side, since
in this area the pressure fluctuations described occur, which
then by increasing the pressure in the refrigerant circuit, in particular on the
Compressor suction side should be eliminated.
Aus diesem Grunde ist als Randbedingung, aufgrund derer die druckerhö
henden Maßnahmen ergriffen werden, auch nicht ein Absolutwert des Käl
temitteldruckes von Bedeutung, sondern die mögliche Existenz von Druck
schwingungen im Kältemittelkreislauf, welche wie angegeben mittels eines
Schwingungsaufnehmers erfaßt werden. Ein derartiger Schwingungsauf
nehmer kann im übrigen ähnlich ausgebildet sein wie ein sog. Klopfsensor
an einer Brennkraftmaschine, der dem Fachmann bekannt ist.For this reason, the boundary condition on the basis of which the printer
measures are taken, not even an absolute value of the cal
medium pressure, but the possible existence of pressure
Vibrations in the refrigerant circuit, which as indicated by means of a
Vibration sensor can be detected. Such a vibration
Otherwise, the receiver can be designed similarly to a so-called knock sensor
on an internal combustion engine that is known to the person skilled in the art.
An dieser Stelle soll noch kurz darauf hingewiesen werden, daß es grund
sätzlich möglich ist, die eingangs geschilderte Problematik durch Anhebung
des Druckniveaus im Kältemittelkreislauf zu beseitigen, da hierdurch eben
auch das im Kompressor entstehende Geräusch beseitigt wird. In besonders
einfachen Fällen kann es zur Problemlösung bereits ausreichend sein, Ex
pansionsventile mit geringeren Überhitzungen zu verwenden, was sich dann
auch im Taktbetrieb der Klimaanlage mit einem immer noch genügend gro
ßen Massendurchsatz des Kältemittels äußert. Möglicherweise ist es auch
ausreichend, grundsätzlich leistungsschwächere Kondensatorsysteme im
Hinblick auf eine Drucksteigerung im Kältemittelkreislauf auch beim sog.
Teillastbetrieb zu verwenden, ohne daß der erfindungsgemäß vorgeschla
gene Schwingungsaufnehmer überhaupt erforderlich ist.At this point it should be briefly pointed out that it is basic
It is also possible to raise the problem outlined at the beginning
to eliminate the pressure level in the refrigerant circuit, as this
the noise generated in the compressor is also eliminated. Especially
simple cases, it may already be sufficient to solve the problem, Ex
to use expansion valves with less overheating, which then
even in cyclical operation of the air conditioning system with a still big enough
mass flow rate of the refrigerant. It may also be
sufficient, generally less powerful capacitor systems in the
With regard to an increase in pressure in the refrigerant circuit also in the so-called
To use part-load operation without the proposed according to the invention
gene vibration sensor is required at all.
Verwendet man nun jedoch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schwin
gungsaufnehmer, so sollen, wie ebenfalls angegeben, geeignete Maßnah
men zur Druckerhöhung eingeleitet werden. Eine mögliche derartige Maß
nahme besteht darin, die Rückkühlung des Kältemittels im üblichen Konden
sator zu verringern. Hierzu kann entweder über eine geeignete Ventileinheit
die aktive Kondensatorfläche verringert werden, so wie dies für einen Ver
dampfer einer Klimaanlage grundsätzlich aus der DE 32 12 979 A1 bekannt
ist. Es ist aber auch möglich, zur Druckerhöhung die Kondensator-
Stirnfläche zu verringern, beispielsweise durch geeignetes Positionieren ei
ner Jalousie oder dgl., wodurch die Durchsatzmenge des das Kältemittel im
Kondensator rückkühlenden Luftstromes herabgesetzt wird. In gleicher Wei
se wirkt eine entsprechende Ansteuerung eines den Luftdurchsatz durch den
Kondensator bewerkstelligenden Lüfters. Konkret kann beispielsweise die
Lüfterdrehzahl gezielt herabgesetzt werden, wenn Druckschwingungen im
Kältemittelkreislauf erkannt werden.However, the Schwin proposed according to the invention is now used
suitable sensors, as also stated, should be suitable measures
to increase the pressure. A possible such measure
Assumption is the recooling of the refrigerant in the usual condensate
to reduce sator. This can be done either using a suitable valve unit
the active capacitor area can be reduced, as is the case for a ver
Steamer of an air conditioning system basically known from DE 32 12 979 A1
is. However, it is also possible to increase the condenser
To reduce the end face, for example by suitable positioning
ner blind or the like., whereby the throughput of the refrigerant in
Condenser cooling air flow is reduced. In the same way
a corresponding control of the air throughput acts
Condenser fan. Specifically, for example
Fan speed can be specifically reduced if pressure fluctuations in the
Refrigerant circuit can be recognized.
Eine weitere Maßnahme zum Abbau von Druckschwingungen über eine Er
höhung des Druckniveaus im Kältemittelkreislauf insbesondere stromauf des
Kompressors, d. h. auf dessen Saugseite liegt darin, das Kältemittel zu behei
zen. Dies kann mittels elektrischer Heizelemente erfolgen, es ist aber auch
möglich, geeignete Wärmetauscher im Kältemittelkreislauf vorzusehen, mit
Hilfe derer das Kältemittel beispielsweise vom Kühlwasser einer das Kraft
fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine gezielt erwärmt wird. Die letzt
genannten Maßnahmen zur Erwärmung des Kältemittels in einem Kompres
sions-Kältemittelkreislauf sind im übrigen an sich bekannt und zwar aus der
DE 33 44 998 C2.Another measure for reducing pressure vibrations via an Er
Increasing the pressure level in the refrigerant circuit, especially upstream of the
Compressor, d. H. on the suction side is to heat the refrigerant
Zen. This can be done using electrical heating elements, but it is also
possible to provide suitable heat exchangers in the refrigerant circuit with
With the help of which the refrigerant, for example from the cooling water, the force
vehicle driving internal combustion engine is specifically heated. The last one
measures mentioned for heating the refrigerant in a compress
Sions refrigerant circuit are known per se from the
DE 33 44 998 C2.
Weiterhin ist es möglich, thermostatische Expansionsventile mit einer Druck
erkennung zum Zwecke der Massendurchsatzerhöhung über längere Öff
nungszeiten bei niedrigeren Kälteleistungen vorzusehen, da sich auch hier
durch Druckschwingungen im Kältemittelkreislauf abbauen lassen. Stets
werden mit den beschriebenen Maßnahmen auf einfache Weise Geräusche
verhindert, die sich bei Klimaanlagenbetrieb in einem Kompressions-
Kältemittelkreislauf insbesondere bei Kondensatorsystemen, die auf hohe
Kälteleistung ausgelegt sind, einstellen können.It is also possible to use thermostatic expansion valves with a pressure
Detection for the purpose of increasing the mass throughput over longer openings
planning times with lower cooling capacities, because here too
have it reduced by pressure fluctuations in the refrigerant circuit. Always
are noises with the measures described in a simple manner
prevents that in air conditioning operation in a compression
Refrigerant circuit especially in condenser systems that operate on high
Cooling capacity are designed, can adjust.