DE19728577A1 - Verfahren zur außentaupunktabhängigen Steuerung der Verdampfertemperatur einer Klimaanlage - Google Patents
Verfahren zur außentaupunktabhängigen Steuerung der Verdampfertemperatur einer KlimaanlageInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur außentaupunkt
abhängigen Steuerung der Verdampfertemperatur einer Klimaanlage,
bei dem die Taupunkttemperatur der von der Klimaanlage zur Kli
matisierung eines Innenraums angesaugten Zuluft und der zu einem
oder mehreren, variabel vorgebbaren Innenraumtemperatur-Sollwer
ten gehörige Blaslufttemperatur-Sollwert für die in den Innen
raum auszublasende Zuluft ermittelt werden. Der Ausdruck Steue
rung ist dabei vorliegend in seinem weiten Sinne zu verstehen
und umfaßt daher sowohl den Fall einer reinen Steuerung ohne
Rückkopplung als auch den Fall einer Regelung mit Rückkoppelung
des Verdampfertemperatur-Istwertes zu einer Steuer- bzw. Reg
lereinheit der Klimaanlage. Die Ermittlung der Zuluft-Taupunkt
temperatur und des Blaslufttemperatur-Sollwertes wird herkömm
licherweise z. B. dazu verwendet, davon abhängig einen im Kälte
mittelkreislauf des Verdampfers liegenden, ein- und ausschalt
baren oder leistungsregelbaren Kompressor so anzusteuern, daß
sich die jeweils gewünschte Verdampfertemperatur ergibt.
Derartige Verfahren werden insbesondere bei Klimaanlagen von
Kraftfahrzeugen verwendet. Kraftfahrzeug-Klimaanlagen modernerer
herkömmlicher Bauart besitzen zwei grundlegende Betriebsarten
für den Kühlbetrieb. In einer ersten, gegenheizfreien Betriebs
art wird die Verdampfertemperatur durch entsprechende Einstel
lung der Kompressorleistung so gesteuert, daß die über den Ver
dampfer geführte Zuluft nur so stark abkühlt, wie es ein Klima
regler der Klimaanlage vorgibt, um eine benutzerseitig vorgeb
bare Innenraumtemperatur aufrechtzuerhalten. Es wird daher nur
so viel Energie verbraucht, wie zur Innenraumkühlung tatsächlich
benötigt wird. Jedoch findet in dieser Betriebsart keine Luft
trocknung statt, so daß in bestimmten Situationen ein Beschlagen
der Fahrzeugscheiben auftreten kann. Außerdem können unter Um
ständen unerwünschte Verdampfergerüche in Form von Trocknungsge
rüchen entstehen, die durch einen häufigen Wechsel des Ver
dampferzustandes, d. h. des Zustandes der Verdampferoberfläche,
zwischen feucht und trocken verursacht werden, wenn die Ver
dampfertemperatur um die Zuluft-Taupunkttemperatur herum pen
delt. Die zweite Betriebsart ist der sogenannte Reheat- oder Ge
genheizbetrieb. Bei ihm kühlt der Kompressor über den Verdampfer
die vom Außenraum angesaugte Zuluft bis kurz vor den Vereisungs
punkt bei 0°C ab. Über ein dem Verdampfer im Zuluftstrom nachge
schaltetes Heizelement, z. B. in Form eines Wärmeübertragers,
wird die Zuluft dann wieder auf den durch den Klimaregler ermit
telten Blaslufttemperatur-Sollwert erwärmt. In dieser Betriebs
art findet somit am Verdampfer eine Trocknung der Zuluft statt,
so daß keine Scheibenbeschlagneigung auftritt bzw. beschlagene
Scheiben wieder frei werden. Zudem entstehen keine übermäßigen
Verdampfergerüche. Jedoch ist in dieser Betriebsart der Energie
verbrauch deutlich höher als in der ersten Betriebsart, da eine
höhere Kälteleistung erforderlich ist und zudem zusätzliche
Energie zum Gegenheizen benötigt wird.
Fahrzeugklimaanlagen mit diesen zwei Kühlbetriebsarten sind bei
spielsweise in den Offenlegungsschriften DE 36 24 171 A1 und DE 37 24 430 A1
offenbart. Die in der DE 36 24 171 A1 beschriebene
Klimaanlage beinhaltet innenraumseitig und/oder außenraumseitig
eine jeweils aus einem Temperatursensor und einem Feuchtesensor
bestehende Taupunkttemperatursensorik, mit der bzw. denen eine
drohende Taupunktunterschreitung erkennbar ist. Eine solche kann
dann durch Gegenmaßnahmen verhindert werden, wozu das Einschal
ten eines Luftgebläses vorgeschlagen wird, um einen Luftstrom
gezielt an den Scheiben vorbeiblasen zu können. Bei Bedarf wird
zudem die in den Innenraum auszublasende Luft durch Aufheizen
und/oder Entfeuchten geeignet konditioniert, um Scheibenbeschlag
zu verhindern. In der DE 37 24 430 A1 wird die gegenheizfreie
Betriebsart gewählt, solange die Außenraumtemperatur größer ist
als der Innenraumtemperatur-Sollwert. Die Verdampfertemperatur
wird dann durch eine sogenannte gleitende Kälteregelung in Ab
hängigkeit von der Regelabweichung zwischen Soll- und Istwert
der Innenraumtemperatur eingestellt. Liegt die Außenraumtempera
tur zwischen 0°C und dem Innenraumtemperatur-Sollwert, wird ein
moderater Reheat-Betrieb gewählt, bei dem die Temperatur des Ge
genheizelementes in Abhängigkeit von der Regelabweichung zwi
schen Soll- und Istwert der Innenraumtemperatur eingestellt
wird. Gleichzeitig wird der Verdampfertemperatur-Sollwert so
festgelegt, daß er stets um einen konstanten Vorgabewert von
z. B. 6°C unter der Außenraumtemperatur liegt. Durch diese be
schränkte Absenkung der Verdampfertemperatur soll eine ausrei
chende Entfeuchtung bei tolerablem Energieverbrauch erzielt wer
den. Die Luftfeuchtigkeitsverhältnisse, d. h. insbesondere die
Zuluft-Taupunkttemperatur, bleiben bei dieser Art der Ver
dampfertemperatur-Steuerung unberücksichtigt.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung
eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem
ein Klimaanlagen-Kühlbetrieb ermöglicht wird, bei dem keine oder
jedenfalls nur vergleichsweise geringe Verdampfergerüche auftre
ten und gleichzeitig der Energieverbrauch relativ gering ist und
bei dem das Auftreten unerwünschter Kondensationseffekte, wie
Scheibenbeschlag im Fall von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, zuver
lässig verhindert wird.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines
Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 3.
Beim Verfahren nach Anspruch 1 wird zu Beginn einer jeweiligen
Kühlbetriebsphase der Klimaanlage festgestellt, ob sich der Ver
dampfer im feuchten oder trockenen Verdampferzustand befindet,
d. h. ob die Verdampferoberfläche feucht oder trocken ist. An
schließend wird dann die Verdampfertemperatur auf einen Sollwert
gesteuert, der innerhalb vorgebbarer Temperaturgrenzen bei
feuchtem Verdampferzustand und über der Zuluft-Taupunkttempera
tur liegendem Blaslufttemperatur-Sollwert höchstens etwa so groß
wie die Zuluft-Taupunkttemperatur und ansonsten etwa so groß wie
der Blaslufttemperatur-Sollwert gewählt wird.
Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß der anfänglich vorlie
gende Verdampferzustand soweit wie möglich während der an
schließenden Kühlbetriebsphase beibehalten wird und außerdem im
Rahmen dieser Bedingung der Energieverbrauch für die Zuluftkon
ditionierung relativ gering gehalten wird. Denn wenn der Ver
dampferzustand anfänglich feucht ist und der Blaslufttemperatur-Soll
wert über der Zuluft-Taupunkttemperatur liegt, wird die Ver
dampfertemperatur nach oben auf höchstens die Zuluft-Taupunkt
temperatur begrenzt, so daß der feuchte Verdampferzustand auf
rechterhalten bleibt. Durch geeignetes Gegenheizen wird dann die
am Verdampfer auf mindestens die Zuluft-Taupunkttemperatur her
untergekühlte Zuluft wieder bis zum Blaslufttemperatur-Sollwert
angehoben. Wenn der Verdampferzustand anfänglich feucht ist, der
Blaslufttemperatur-Sollwert jedoch unter der Zuluft-Taupunkttem
peratur liegt, wird die Verdampfertemperatur auf den Blasluft
temperatur-Sollwert eingeregelt, wodurch der feuchte Verdampfer
zustand aufrechterhalten bleibt und zudem normalerweise kein Ge
genheizen erforderlich ist. Wenn der Verdampfer anfänglich
trocken ist, wird die Verdampfertemperatur auf den Blaslufttem
peratur-Sollwert gesteuert. Bei über der Zuluft-Taupunkttempera
tur liegendem Blaslufttemperatur-Sollwert bedeutet dies, daß der
trockene Verdampferzustand erhalten bleibt. Nur wenn der Blas
lufttemperatur-Sollwert bei anfänglich trockenem Verdampfer un
ter der Zuluft-Taupunkttemperatur liegt, ist ein einmaliger
Wechsel des Verdampferzustands von trocken nach feucht während
der anschließenden Kühlbetriebsphase unvermeidlich.
Insgesamt wird dadurch die Anzahl von Wechseln zwischen trocke
nem und feuchtem Verdampferzustand im Betrieb der Klimaanlage
und damit die davon verursachten Verdampfergerüche minimiert.
Zudem ist im allgemeinen nur bei anfänglich feuchtem Verdampfer
und über der Zuluft-Taupunkttemperatur liegendem Blaslufttempe
ratur-Sollwert in der anschließenden Kühlbetriebsphase ein akti
ves Gegenheizen erforderlich, so daß insgesamt der Energiever
brauch relativ gering bleibt, ohne daß unerwünschterweise Kon
densationseffekte auftreten.
Bei einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Verfahren erfolgt die
Feststellung des anfänglichen Verdampferzustands in verhältnis
mäßig einfacher Weise dadurch, daß die Verdampfertemperatur er
faßt und mit der ermittelten Zuluft-Taupunkttemperatur vergli
chen wird. Bei gegenüber der Zuluft-Taupunkttemperatur größerer
anfänglicher Verdampfertemperatur wird auf einen anfänglich
trockenen Verdampferzustand, andernfalls auf einen anfänglich
feuchten Verdampferzustand erkannt.
Beim Verfahren nach Anspruch 3 wird die Verdampfertemperatur auf
einen Sollwert gesteuert, der innerhalb vorgebbarer Temperatur
grenzen als der minimale Wert aller Blaslufttemperatur-Sollwerte
sowie der Differenz von tatsächlicher und Taupunkttemperatur der
Zuluft, d. h. der Außenluft, abzüglich eines geeignet wählbaren
Offsetwertes bestimmt wird. Es zeigt sich, daß mit diesem ver
gleichsweise einfachen Verfahren ebenfalls nur wenig Wechsel
zwischen trockenem und feuchtem Verdampferzustand im Betrieb der
Klimaanlage auftreten, obgleich hier keine Abfrage des Ver
dampferzustands vorgenommen wird. Im übrigen lassen sich auch
mit dieser Verfahrensvariante die zu den Ansprüchen 1 und 2 oben
genannten Vorteile in weitestgehend gleichem Naß erzielen. Bei
sehr feuchter Witterung entspricht die Taupunkttemperatur in
etwa der tatsächlichen Außentemperatur der Zuluft, so daß die
entsprechende Differenz nahe 0°C liegt und somit praktisch die
maximale Verdampferleistung eingestellt wird, um die gewünschte
Luftentfeuchtung zu erreichen, wobei der Verdampfer ständig
feucht bleibt. Bei hohen Außentemperaturen und trockener Witte
rung kann sich hingegen die einzustellende Verdampfertemperatur
nach dem minimalen Blaslufttemperatur-Sollwert richten, wobei je
nach Betriebsbedingungen der Verdampfer meist dauerhaft feucht
oder trocken bleibt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der
Zeichnung illustriert und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei
zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm eines ersten Verfahrensbeispiels zur
außentaupunktabhängigen Steuerung der Verdampfertempera
tur einer Klimaanlage und
Fig. 2 ein Flußdiagramm eines zweiten Verfahrensbeispiels zur
außentaupunktabhängigen Steuerung der Verdampfertempera
tur einer Klimaanlage.
Das in Fig. 1 in seinen wesentlichen Schritten gezeigte Verfah
ren eignet sich insbesondere zur außentaupunktabhängigen Steue
rung der Verdampfertemperatur einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage,
die von einem herkömmlichen Aufbau mit einem im Kältemittel
kreislauf des Verdampfers liegenden Kältekompressor ist. Der
Kompressor ist zur Einstellung der Verdampfertemperatur in sei
ner Kälteleistung steuerbar, wozu z. B. ein herkömmlicher, extern
leistungsregelbarer Kompressor oder ein über eine Magnetkupplung
oder dgl. zu- und abschaltbarer Kompressor eingesetzt werden
kann. Soweit auf den Betrieb der Klimaanlage nachfolgend nicht
näher eingegangen wird, erfolgt dieser in einer beliebigen der
herkömmlichen Arten und mit den dazu üblicherweise verwendeten
Komponenten. Von Interesse ist vorliegend der Kühlbetrieb und
dabei speziell die Steuerung der Verdampfertemperatur, deren
Verfahrensabfolge im gezeigten Flußdiagramm veranschaulicht ist.
Das hierzu verwendete Verfahren gemäß der Figur beginnt nach ei
nem Startschritt 1, der das Starten des Fahrzeugs oder jeden
falls den Beginn einer Kühlbetriebsphase der Klimaanlage reprä
sentiert, mit einem Schritt 2, in welchem die Zuluft-Taupunkt
temperatur TP ermittelt wird. Dies kann durch Verwenden eines
Taupunktsensors oder einer aus einem Temperatur- und einem
Feuchtesensor bestehenden Sensorpaar erreicht werden, die an ge
eigneter Stelle mit Kontakt zu demjenigen Außenraumbereich, von
dem die Zuluft angesaugt wird, angeordnet sind. Die Ausgangs
signale des Taupunktsensors bzw. des Temperatur- und Feuchtesen
sorpaares werden in ein Steuergerät der Klimaanlage eingelesen,
das daraus die Zuluft-Taupunkttemperatur TP ermittelt.
Im nächsten Schritt 3 wird der Blaslufttemperatur-Sollwert TBS,
d. h. der Sollwert der durch die Klimaanlage konditionierten und
in den Innenraum einzublasenden Zuluft anhand eines oder mehre
rer, von den Fahrzeuginsassen variabel vorgebbarer Innenraumtem
peratur-Sollwerte ermittelt. Speziell wird der Blaslufttempera
tur-Sollwert auf den einzigen oder den kleinsten von mehreren
Innenraumtemperatur-Sollwerten, die separat für verschiedene
Luftkanäle einer mehrkanaligen Klimaanlage vorgegeben werden
können, gesetzt, um in jedem Fall die Innenraumtemperatur in der
gewünschten Weise abkühlen zu können. Es versteht sich, daß
hierfür bei Bedarf auch ein gewisser Temperaturoffset vorgesehen
sein kann, um den der Blaslufttemperatur-Sollwert tiefer als der
niedrigste Innenraumtemperatur-Sollwert festgelegt wird.
In einem anschließenden Schritt 4 wird die Verdampfertemperatur
TV erfaßt. Dies kann in Form der Messung der Verdampferlufttem
peratur oder alternativ in Form der Messung der Verdampferober
flächentemperatur erfolgen. Nachdem das Klimaanlagen-Steuergerät
auf diese Weise über alle erforderlichen Eingangsinformationen
verfügt, prüft es in einem Abfrageschritt 5, ob die Verdampfer
temperatur TV größer als die Zuluft-Taupunkttemperatur TP ist.
Ist dies der Fall, wird dies als trockener Verdampferzustand ge
wertet (Schritt 6), während ein verneinendes Ergebnis dieses
Vergleichs als feuchter Verdampferzustand (Schritt 7) interpre
tiert wird. Alternativ zu dieser Erfassung des Verdampferzu
stands über den Vergleich von Verdampfertemperatur TV und Zu
luft-Taupunkttemperatur TP kann der Verdampferzustand auch durch
eine direkte Messung des Feuchtezustands der Verdampferoberflä
che mittels einer geeigneten Feuchtesensorik ermittelt werden.
Das Verfahren fährt anschließend sowohl bei erkanntem trockenem
als auch bei erkanntem feuchtem Verdampferzustand mit einem je
weiligen Abfrageschritt 8, 9 fort, in welchem das Klimaanlagen-
Steuergerät prüft, ob der Blaslufttemperatur-Sollwert TBS größer
ist als die Zuluft-Taupunkttemperatur TP. Wenn dies der Fall ist
und ein trockener Verdampfer vorliegt, regelt das Steuergerät
die Verdampfertemperatur auf den Blaslufttemperatur-Sollwert
TBS, d. h. den tiefsten Innenraumtemperatur-Sollwert ein (Schritt
10). Voraussetzung ist hierbei, daß der Blaslufttemperatur-Soll
wert TBS über einer vorgegebenen Vereisungsschutz-Mindesttempe
ratur liegt, die typischerweise in der Größenordnung von 1°C
liegt. In der vorliegenden ebenso wie in allen übrigen Betriebs
situationen wird die Verdampfertemperatur TV nach unten stets
durch diese Vereisungsschutz-Mindesttemperatur begrenzt, um Ver
eisungserscheinungen am Verdampfer zu verhindern. Da somit der
Blaslufttemperatur-Sollwert TBS und die Verdampfertemperatur TV
in diesem Betriebsfall über der Zuluft-Taupunkttemperatur TP
liegen, bleibt auch im weiteren Kühlbetrieb der trockene Ver
dampferzustand erhalten. Außerdem wird durch das Einregeln der
Verdampfertemperatur TV auf den Blaslufttemperatur-Sollwert TBS
die Zuluft allein durch den Verdampfer in der benötigten Weise
konditioniert, ohne daß ein Gegenheizen erforderlich ist, was
den Energieverbrauch niedrig hält.
Ist der Verdampfer anfänglich trocken, der Blaslufttemperatur-Soll
wert TBS jedoch kleiner als die Zuluft-Taupunkttemperatur
TP, muß die Verdampfertemperatur TV zwingend unter die Zuluft-Tau
punkttemperatur TP abgesenkt werden, so daß der Verdampfer
feucht wird, was einen einmaligen Wechsel des Verdampferzustands
von trocken nach feucht in der anschließenden Kühlbetriebsphase
bedeutet. Die Verdampfertemperatur TV wird dabei zweckmäßiger
weise wiederum auf den Blaslufttemperatur-Sollwert TBS eingere
gelt (Schritt 11).
Wenn der Verdampfer bereits anfänglich feucht ist oder durch den
eben erwähnten, einmaligen Zustandswechsel feucht geworden ist
und der Blaslufttemperatur-Sollwert TBS unter der Zuluft-Tau
punkttemperatur TP liegt, wird die Verdampfertemperatur TV wie
derum auf den Blaslufttemperatur-Sollwert TBS eingeregelt
(Schritt 12). Die Verdampfertemperatur TV bleibt damit unter der
Zuluft-Taupunkttemperatur TP, so daß der Verdampfer beständig
feucht bleibt. Um dies auch bei nahe der Zuluft-Taupunkttempera
tur TP liegendem Blaslufttemperatur-Sollwert TBS sicher zu ge
währleisten, ist in diesem Betriebsfall vorzugsweise vorgesehen,
daß die Verdampfertemperatur TV um einen ausreichenden Sicher
heitswert von z. B. 3K unterhalb der Zuluft-Taupunkttemperatur TP
bleibt und daher bei Blaslufttemperatur-Sollwertes TBS, die um
weniger als diesen Sicherheitswert unterhalb der Zuluft-Tau
punkttemperatur TP liegen, nicht exakt auf den Blaslufttempera
tur-Sollwert TBS, sondern auf den um den Sicherheitswert unter
halb der Zuluft-Taupunkttemperatur TP liegenden, nur näherungs
weise dem Blaslufttemperatur-Sollwert TBS entsprechenden Wert
eingeregelt wird. Die in diesem Sonderfall entstehende Tempera
turdifferenz für die Zuluft kann durch geringfügiges Gegenheizen
mit geringem Energieaufwand kompensiert werden.
Wenn der feuchte Verdampferzustand vorliegt und der Blaslufttem
peratur-Sollwert TBS über der Zuluft-Taupunkttemperatur TP
liegt, wird die Verdampfertemperatur TV auf die Zuluft-Taupunkt
temperatur TP eingeregelt (Schritt 13), wobei dies wiederum so
zu verstehen ist, daß genauer gesprochen die Verdampfertempera
tur TV auf den um den Sicherheitswert von z. B. 3K unterhalb der
Zuluft-Taupunkttemperatur TP liegenden Temperaturwert eingere
gelt wird. Auf diese Weise bleibt der feuchte Verdampferzustand
im weiteren Verlauf der Kühlbetriebsphase erhalten. Die beste
hende Temperaturdifferenz zwischen der dann in etwa der Zuluft-Tau
punkttemperatur TP entsprechenden Verdampfertemperatur TV,
die ihrerseits in etwa der Zulufttemperatur am Verdampferausgang
entspricht, und dem demgegenüber höheren Blaslufttemperatur-Soll
wert TBS wird durch entsprechenden Gegenheizen kompensiert.
Dieser Betriebsfall ist für das Verfahren charakteristisch. Denn
statt in diesem Fall die Verdampfertemperatur TV auf den Blas
lufttemperatur-Sollwert TBS einzuregeln und dadurch ohne Gegen
heizen auszukommen, wird zugunsten eines aufrechterhaltenen,
feuchten Verdampferzustands und damit zugunsten der Vermeidung
häufigerer Wechsel des Verdampferzustands zwischen feucht und
trocken die Verdampfertemperatur TV auf die Zuluft-Taupunkttem
peratur TP beschränkt und dafür ein kompensierendes Gegenheizen
in Kauf genommen. Es versteht sich, daß alternativ zur erwähnten
Einregelung auf etwa die Zuluft-Taupunkttemperatur TP die Ver
dampfertemperatur TV bei Bedarf auch auf einen beliebigen ande
ren Wert zwischen der Vereisungsschutz-Mindesttemperatur und der
Zuluft-Taupunkttemperatur TP eingeregelt werden kann.
Nach dem jeweiligen aktuellen Verdampfertemperatur-Einregelungs
schritt 10, 11, 12, 13 kehrt das Verfahren zur Durchführung ei
nes neuen Verfahrenszyklus vor den Schritt 2 zurück, wobei das
Klimaanlagen-Steuergerät die jeweilige Zyklustaktfrequenz be
stimmt. Es versteht sich, daß die zum obigen Verfahrensbeispiel
angegebenen Temperaturverhältnisse nicht quantitativ exakt, son
dern qualitativ zu verstehen und, wie für den Fachmann ohne wei
teres ersichtlich, geeignet an das jeweils vorliegende Klimaan
lagensystem anzupassen sind. So ist das Einregeln der Ver
dampfertemperatur TV auf den Blaslufttemperatur-Sollwert TBS
bzw. die Zuluft-Taupunkttemperatur TP jeweils nicht in einem
vollständig exakten Sinne, sondern qualitativ zu verstehen, wie
sich für den Fachmann aus der obigen Beschreibung leicht ergibt
und was u. a. davon abhängt, ob im konkreten Fall als Verdampfer
temperatur die Verdampferlufttemperatur, d. h. die Zulufttempera
tur an der Verdampferaustrittsseite, oder die Verdampferoberflä
chentemperatur gemessen wird, die im allgemeinen etwas unterhalb
der Verdampferlufttemperatur liegen wird.
Die obige Beschreibung des Verfahrensbeispiels von Fig. 1 zeigt,
daß durch das erfindungsgemäße Verfahren der Verdampfertempera
tursteuerung ein Kühlbetrieb für Klimaanlagen erzielt wird, bei
dem in einer jeweiligen Kühlbetriebsphase meistens kein und
höchstens ein einmaliger Wechsel des Verdampferzustands zwischen
trocken und feucht verursacht wird, was damit einhergehende Ver
dampfergerüche zuverlässig verhindert. Gleichzeitig wird unter
Beachtung dieser Betriebsbedingung die Verdampfertemperatur so
weit wie möglich auf den Blaslufttemperatur-Sollwert eingere
gelt, um mit möglichst wenig Gegenheizen auszukommen und dadurch
den Energieverbrauch gering zu halten. Gleichzeitig sorgt das
Verfahren dafür, daß die Verdampfertemperatur jederzeit auf ei
nen Wert gesteuert wird, mit dem Kondensationseffekte an Teilen,
die an den zu klimatisierenden Innenraum und eventuell zusätz
lich auch an den Außenraum angrenzen, wie z. B. das Beschlagen
von Fahrzeugscheiben bei Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, zuverlässig
verhindert werden.
In Fig. 2 ist als Flußdiagramm eine vereinfachte Variante des
Verfahrens von Fig. 1 in seinen wichtigsten Schritten darge
stellt. Anfänglich verläuft dieses Verfahren mit den Schritten 1
bis 4 identisch zum Verfahren von Fig. 1, weshalb für diese
Schritte identische Bezugszeichen verwendet sind und diesbezüg
lich auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen werden kann.
Vereinfachend wird dann anschließend nicht der Verdampferzustand
abgefragt, wie dies beim Verfahren von Fig. 1 geschieht, sondern
es wird unmittelbar der minimale Wert TM von dem niedrigsten
Blaslufttemperatur-Sollwert TBS einerseits und der Differenz
TA-TP-TX zwischen der tatsächlichen Zulufttemperatur TA und der Zu
luft-Taupunkttemperatur TP abzüglich eines wählbaren Offsetwer
tes TX andererseits ermittelt (Schritt 5a). Der Offsetwert TX
kann je nach Anwendungsfall gleich null sein oder einen beliebi
gen Wert größer null besitzen. Der niedrigste Blaslufttempera
tur-Sollwert TBS ergibt sich, wie auch beim Verfahren von Fig.
1, als der kleinste Wert aller an den verschiedenen Ausblaskanä
len der Klimaanlage gegebenenfalls unterschiedlich vorgegebenen
Sollwerte, z. B. unterschiedliche Sollwerte auf der Fahrer- und
der Beifahrerseite eines Fahrzeugs und bei Vorhandensein einer
eigenständigen Fondraumklimatisierung zusätzlich unterschiedli
che Blaslufttemperatur-Sollwerte für den linken und den rechten
Fondraumbereich.
Anschließend erfolgt ein Verfahrensschritt 6a zur Einregelung
der Verdampfertemperatur auf den zuvor bestimmten Temperatur-Mi
nimumwert TM innerhalb vorgegebener Temperaturgrenzen, wie dies
oben zum Verfahren von Fig. 1 analog beschrieben ist. Das heißt,
der Verdampfertemperatur-Sollwert wird auf den wie oben angege
ben ermittelten Minimumwert TM gesetzt, sofern dieser innerhalb
eines vorgebbaren Temperaturintervalls liegt, das nach unten
durch die aus Vereisungsschutzgründen vorgegebene minimale Ver
dampfertemperatur und nach oben durch einen oberen Intervallend
wert von z. B. 10°C begrenzt ist. Letzterer verhindert eine Akti
vierung des Verdampfers mit unerwünscht hoher Verdampfertempera
tur. Außerdem wird die Verdampfertemperatur in manchen speziel
len Betriebssituationen unabhängig vom ermittelten Temperatur-Minimum
wert TM auf den kleinsten möglichen Sollwert eingeregelt,
z. B. bei Außentemperaturen von kleiner 10°C, bei Umluftbetrieb
und bei Entfrosterbetrieb der Klimaanlage.
Das Verfahren gemäß Fig. 2 ist vergleichsweise einfach durch
führbar und hat dennoch zur Folge, daß weniger Wechsel zwischen
trockenem und feuchtem Verdampferzustand auftreten als bei typi
schen herkömmlichen Vorgehensweisen, indem die Verdampfertempe
ratur jedenfalls bis auf Sonderbetriebsarten auf den kleineren
Wert des kleinsten Blaslufttemperatur-Sollwertes TBS einerseits
und der Differenz TA-TP-TX von tatsächlicher Temperatur und Tau
punkttemperatur der Zuluft abzüglich des wählbaren Offsetwertes
TX andererseits eingeregelt wird.
Claims (3)
1. Verfahren zur außentaupunktabhängigen Steuerung der Ver
dampfertemperatur einer Klimaanlage, insbesondere einer Kraft
fahrzeug-Klimaanlage, bei dem
- - die Taupunkttemperatur (TP) der von der Klimaanlage zur Kli
matisierung eines Innenraums angesaugten Zuluft und der zu einem
oder mehreren, variabel vorgebbaren Innenraumtemperatur-Sollwer
ten gehörige Blaslufttemperatur-Sollwert (TBS) für die in den
Innenraum auszublasende Zuluft ermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß - - zu Beginn einer jeweiligen Kühlbetriebsphase der Klimaanlage festgestellt wird, ob sich der Verdampfer im feuchten oder trockenen Verdampferzustand befindet, und die Verdampfertempera tur (TV) anschließend auf einen Verdampfertemperatur-Sollwert gesteuert wird, der innerhalb vorgebbarer Temperaturgrenzen bei feuchtem Verdampferzustand und über der Zuluft-Taupunkttempera tur (TP) liegendem Blaslufttemperatur-Sollwert (TBS) höchstens etwa so groß wie die Zuluft-Taupunkttemperatur und ansonsten etwa so groß wie der Blaslufttemperatur-Sollwert (TBS) gewählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Feststellung, ob sich der Verdampfer im feuchten oder
trockenen Verdampferzustand befindet, die Verdampfertemperatur
(TV) erfaßt sowie auf trockenen Verdampferzustand erkannt wird,
wenn die erfaßte Verdampfertemperatur größer als die ermittelte
Zuluft-Taupunkttemperatur (TP) ist, und ansonsten auf feuchten
Verdampferzustand erkannt wird.
3. Verfahren zur außentaupunktabhängigen Steuerung der Ver
dampfertemperatur einer Klimaanlage, insbesondere einer Kraft
fahrzeug-Klimaanlage, bei dem
- - die Taupunkttemperatur (TP) der von der Klimaanlage zur Klima tisierung eines Innenraums angesaugten Zuluft und der zu einem oder mehreren, variabel vorgebbaren Innenraumtemperatur-Sollwer ten gehörige Blaslufttemperatur-Sollwert (TBS) für die in den Innenraum auszublasende Zuluft ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Verdampfertemperatur (TV) auf einen Verdampfertemperatur-Soll wert gesteuert wird, der innerhalb vorgebbarer Temperatur grenzen als der kleinere Wert von Blaslufttemperatur-Sollwert (TBS) einerseits und Differenz (TA-TP-TX) zwischen Zulufttempe ratur (TA) und Zuluft-Taupunkttemperatur (TP) abzüglich eines vorgebbaren Offsetwertes (TX) andererseits gewählt wird.
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