DE19851907B4

DE19851907B4 - Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19851907B4
Application number: DE19851907A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Schmid
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2018-11-12
Also published as: DE19851907B8; DE19851907A1

Abstract

Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältekreis (10), dessen Komponenten (12, 36, 18, 20, 14, 16, 22) über Kältemittelleitungen (24, 26, 28, 30, 32, 34) miteinander verbundenen sind, aufweisend einen Kondensator (12), einen Kompressor (22) und wenigstens zwei parallel geschaltete Verdampfer (14 und 16 bzw. 64), denen jeweils ein Expansionsorgan (18 bzw. 20) zugeordnet ist, wobei wenigstens einem der beiden Verdampfer (16, 64) luftseitig ein Bypasskanal (72) zugeordnet ist, dessen Öffnungsquerschnitt durch wenigstens ein Luftstromsteuermittel (68) veränderbar ist und wobei das Luftstromsteuermittel (68) bei vollständig geöffnetem Bypass (72) den Luftstrom durch den Verdampfer (64) vollständig sperrt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug.
Derartige Klimaanlagen mit zwei Verdampfern werden in der Regel dazu eingesetzt, um mit dem ersten Verdampfer die Luft für den Frontbereich des Innenraums zu temperieren und mit dem zweiten Verdampfer die Luft für den Fondraum abzukühlen. Dabei ist der zweite Verdampfer vorteilhafterweise im Bereich des Fonds, beispielsweise im Heck des Fahrzeugs, angeordnet. Da nicht bei jedem Betrieb des Fahrzeugs beide Verdampfer benötigt werden, weil beispielsweise das Fahrzeug nicht voll besetzt ist und z. B. nur der Frontbereich temperiert werden muss, ist vor dem Expansionsorgan eines jeweiligen Verdampfers ein Absperrventil vorgesehen, um bedarfsweise den Verdampfer abschalten zu können, bzw. einen Verdampfer allein betreiben zu können.
Eine Klimaanlage mit zwei Verdampfern und jedem Verdampfer zugeordnetem Expansionsorgan und Absperrventil ist beispielsweise aus der japanischen Patentanmeldung JP 10 29 44 A bekannt. Derartige Klimaanlagen haben den Nachteil, dass sie relativ teuer sind, da sie viele Komponenten wie Absperrventile, Expansionsorgane und Verdampfer aufweisen und diese Komponenten in entsprechend aufwendiger Weise angesteuert werden müssen.
Durch die DE 198 07 341 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage bekannt, bei welcher entweder ein Verdampfer mit Bypass oder ein Verdampfer mit zwei Verdampferteilen vorgesehen sind. Die DE 31 49 252 A1 offenbart eine Heiz- oder Klimaanlage mit einem Verdampfer, einem Heizkörper und einem Bypasskanal. Die DE 197 31 369 C1 offenbart eine Klimaanlage für Fahrzeuge mit einem Verdampfer, einem Heizkörper und einem Bypasskanal.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eine kostengünstigere Klimaanlage mit zwei Verdampfern bereitzustellen, die eine ausreichende Regelung der Verdampferleistung erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens einem der beiden Verdampfer luftseitig ein Bypasskanal zugeordnet ist, dessen Öffnungsquerschnitt durch wenigstens ein Luftstromsteuermittel veränderbar ist. Über den Bypasskanal kann ein ansonsten im Verdampfer abzukühlender Luftstrom an diesem vorbeigeführt werden, so dass dem Verdampfer weniger oder bei vollständig geöffneten Bypass keine Luft zugeführt wird. Das diesem Verdampfer, der mit weniger oder keiner Luft beaufschlagt wird, zugeordnete Expansionsventil wird den Kältemittelmassestrom durch den Verdampfer stark reduzieren, um die voreingestellte Überhitzungseinstellung zu erreichen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Absperrorgane können dann wegfallen, so dass die erfindungsgemäße Klimaanlage kostengünstiger herstellbar ist und dennoch eine ausreichende Regelung der Verdampferleistung möglich ist. Durch den Wegfall von Absperrorganen wird die Regelung vereinfacht, da der Kältemittelmassenstrom durch den Verdampfer durch das Expansionsorgan selbstständig geregelt wird.
Der Kältemittelmassenstrom kann auf ein Minimum verringert werden, wenn das Luftstromsteuermittel bei vollständig geöffnetem Bypass den Luftstrom durch den Verdampfer vollständig sperrt.
Vorteilhafterweise ist der eine Verdampfer einem Frontteil der Klimaanlage, das zur Klimatisierung der Luft für den Frontbereich dient und der andere Verdampfer einem Fondteil der Klimaanlage zugeordnet, wobei dem Verdampfer für den Fondbereich der Bypasskanal und das Luftstromsteuermittel zugeordnet sind, um im Bedarfsfall die Kälteleistung des Verdampfers für den Fondraum reduzieren zu können.
Bevorzugt weist der Fondteil der Klimaanlage einen Heizungswärmeübertrager auf, um mit der Klimaanlage den Fondbereich auch heizen zu können.
Vorteilhafterweise ist das Luftstromsteuermittel luftstromseitig vor dem Verdampfer angeordnet, so dass dadurch in einfacher Weise gewährleistet werden kann, dass gegebenenfalls keine Luft dem Verdampfer zugeführt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 Eine schematische Darstellung eines Kältekreises einer erfindungsgemäßen Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs;
2 eine schematische Darstellung eines Fondteils der Klimaanlage;
Ein Kältekreis 10 einer erfindungsgemäßen Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs weist einen Kondensator 12, zwei parallel geschaltete Verdampfer 14 und 16, denen jeweils ein Expansionsorgan 18 bzw. 20 zugeordnet ist, sowie einen Kompressor 22 auf, die über Kältemittelleitungen 24, 26, 28, 30, 32 und 34 miteinander verbunden sind. In dem Kältekreis 10 können in bekannter Weise auch ein Kältemittelsammler und/oder Kältemitteltrockner 36 vorgesehen sein. Der Kondensator 12 ist mittels eines Lüfters 38 mit Außenluft beaufschlagbar zum Abführen der in dem Kondensator 12 entstehenden Wärme. Die Verdampfer 14 und 16 sind mittels den Verdampfern 14 und 16 zugeordneten Gebläsen 40 und 42 mit Frischluft und/oder Umluft beaufschlagbar. Die von den Gebläsen 40 bzw. 42 geförderte Luft wird in dem jeweiligen Verdampfer 14 bzw. 16 abgekühlt und ist als klimatisierte Luft einem Fahrzeuginnenraum, einem Frachtraum oder dergleichen zuführbar, wobei die Verdampfer 14 und 16 in geeigneten Gehäusen gelagert sind.
Der Kältmittelmassenstrom durch den Verdampfer 14 und der Kältemittelmassenstrom durch den Verdampfer 16 werden durch die beiden Expansionsventile 18 und 20 geregelt. Die Regelung kann in bekannter Weise derart ausgeführt sein, dass das Expansionsventil 18 bzw. 20 seinen Öffnungsquerschnitt derart einstellt, dass eine vorgegebene Überhitzung des Kältemittels nach Verdampfer erreicht wird. Dazu ist am Kältemittelausgang ein Verdampfertemperaturfühler angeordnet, der über eine Signalleitung 44 bzw. 46 und eine Regeleinheit 48 bzw. 50 mit dem Expansionsventil verbunden ist. Verdampfertemperaturfühler, Signalleitung, Regeleinheit und Expansionsventil sind in bekannter Weise jeweils in einer gemeinsamen Einheit, einem sogenannten Blockventil, integriert. Die Überhitzung des Kältemittels ist abhängig von der Überhitzungseinstellung des Ventils und von der Last des Verdampfers, also von der Luftmenge, der Lufttemperatur oder Luftfeuchtigkeit der durch den Verdampfer geförderten Luft.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage weist weiter ein Frontteil zur Klimatisierung der Luft für einen Frontbereich eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs auf, in dem der erste Verdampfer 14 angeordnet ist und ein Fondteil, in dem der zweite Verdampfer 16 angeordnet ist, zum Temperieren der einem Fondbereich zugeführten Luft. In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Fondteils 58 der erfindungsgemäßen Klimaanlage dargestellt. Das Fondteil weist ein Gehäuse 60 auf, in dem ein Gebläse 62, ein Verdampfer 64, der beispielsweise dem Verdampfer 16 aus 1 entspricht, sowie ein Heizkörper 66 angeordnet sind. Luftstromseitig vor dem Verdampfer 64 ist ein Luftstromsteuermittel 68 angeordnet. Frisch- und/oder Umluft wird durch das Gebläse 62 angesaugt und durch einen Luftführungskanal 70 dem Verdampfer und/oder Heizkörper zugeführt. Je nach Stellung des Luftstromsteuermittels 68 wird der Luftstrom entweder vollständig dem Verdampfer 64 oder vollständig dem Heizkörper 66 oder in einer Mittelstellung des Luftstromsteuermittels 68 zum Teil dem Verdampfer 64 und zum Teil dem Heizkörper 66 zugeführt. Befindet das Luftstromsteuermittel 68 sich in der in 2 dargestellten Stellung, wird die Luft an dem Verdampfer 64 über einen Bypasskanal 72 vorbeigeführt und direkt dem Heizkörper 66 zugeführt. Der Verdampfer 64, der dem Verdampfer 16 aus 1 entspricht, ist dann nicht mehr belastet, so dass der Öffnungsquerschnitt des thermostatischen Expansionsventils 20, das dem Verdampfer 16 bzw. 64 zugeordnet ist, reduziert wird, um die voreingestellte Überhitzungseinstellung erreichen zu können. Auf diese Weise ist der Verdampfer 64 bzw. 16 quasi abgeschaltet ohne das ein separates Absperrorgan für den Kältemittelmassenstrom notwendig wäre. Der Frontteil der Klimaanlage könnte prinzipiell wie der Fondteil aufgebaut sein.

Claims

Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältekreis (10), dessen Komponenten (12, 36, 18, 20, 14, 16, 22) über Kältemittelleitungen (24, 26, 28, 30, 32, 34) miteinander verbundenen sind, aufweisend einen Kondensator (12), einen Kompressor (22) und wenigstens zwei parallel geschaltete Verdampfer (14 und 16 bzw. 64), denen jeweils ein Expansionsorgan (18 bzw. 20) zugeordnet ist, wobei wenigstens einem der beiden Verdampfer (16, 64) luftseitig ein Bypasskanal (72) zugeordnet ist, dessen Öffnungsquerschnitt durch wenigstens ein Luftstromsteuermittel (68) veränderbar ist und wobei das Luftstromsteuermittel (68) bei vollständig geöffnetem Bypass (72) den Luftstrom durch den Verdampfer (64) vollständig sperrt.
Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Verdampfer (14) einem Frontteil zur Klimatisierung der Luft für einen Frontbereich eines Innenraumes des Kraftfahrzeugs und der andere Verdampfer (16, 64), dem der Bypass (72) und das Luftstromsteuermittel (68) zugeordnet sind, einem Fondteil (58) zur Klimatisierung der Luft für einen Fondbereich des Innenraumes des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fondteil (58) einen Heizungswärmeübertrager (66) aufweist.
Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftstromsteuermittel (68) luftstromseitig vor dem Verdampfer (64) angeordnet ist.