DE19927518A1 - Air-conditioning installation, especially standing one for vehicle has compressor connected with fuel cell fed from fuel reservoir that outputs fuel according to incidence of heat into reservoir. - Google Patents

Air-conditioning installation, especially standing one for vehicle has compressor connected with fuel cell fed from fuel reservoir that outputs fuel according to incidence of heat into reservoir.

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Abstract

An air-conditioning installation, especially a standing one for a vehicle, has a circuit (10) containing at least one compressor (12). The compressor can be driven electrically. The compressor is connected with a fuel cell (20) which is fed from a fuel reservoir (30) that outputs the fuel according to an incidence of heat into the reservoir. At least one device (40-70) is provided to control the incidence of heat into the reservoir and/or to bring heat, especially in controllable fashion, into the reservoir. The device comprises an electrical heating device, especially one of the Peltier type. The device also comprises a fluid-action device, especially a heat exchanger circuit coupled with the reservoir.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Klimaanlage, und insbesondere eine Stand­ klimaanlage für ein Fahrzeug.The present invention relates generally to an air conditioner, and more particularly to a stand air conditioning system for a vehicle.

Bedingt durch die ständig zunehmenden Anforderungen an den Komfort in Fahrzeugen hat sich in den letzten Jahren eine Klimaanlage bereits als Standardausrüstung etabliert. Solche Klimaanlagen umfassen typischerweise einen über einen Kompressor angetriebenen Kälte­ kreis, in dem eine Kältefluid nacheinander durch einen Kondensator, ein Expansionsventil und einen Verdampfer geführt wird. Die in dem Verdampfer bereitgestellte Kälte kann unter Zwischenschaltung eines Wärmetauscherkreises oder unmittelbar über durchtretende Luft in den Fahrgastraum befördert werden. Der Kompressor wird üblicherweise mechanisch über das Antriebsaggregat des Fahrzeuges angetrieben.Due to the ever increasing demands on comfort in vehicles Air conditioning has already become standard equipment in recent years. Such Air conditioning systems typically include refrigeration driven by a compressor circuit in which a refrigerant fluid successively through a condenser, an expansion valve and an evaporator is led. The cold provided in the evaporator can under Interposition of a heat exchanger circuit or directly through air in the passenger compartment are transported. The compressor is usually mechanically over the drive unit of the vehicle is driven.

Nachdem in den letzten Jahren auch sog. Standheizungssysteme immer häufiger Anwendung finden, hat sich herausgestellt, daß am Markt auch eine hohe Nachfrage für eine Standklimati­ sierung besteht, wie sie derzeit fast ausschließlich im Lkw-Bereich anzutreffen ist.After so-called auxiliary heating systems have become increasingly common in recent years find, it has been found that there is also a high demand for a stand climate in the market There is such a thing as can currently be found almost exclusively in the truck sector.

Bei den maßgeblich im Lkw-Bereich anzutreffenden Lösungen wird üblicherweise im Fahrbetrieb überschüssig vorliegende Kälte aus dem Kältekreis gespeichert. Zu diesem Zweck sind u. a. ein Heizspeicher bekannt, der über einen Sekundärsolekreis mit dem Kältekreis über einen Wärmetauscher in Verbindung steht. Die Speicherung von Kälte erfordert jedoch meist ein großes Volumen und läßt sich daher im Pkw-Bereich nur schwer realisieren. Des weiteren ist eine Speicherung von Kälte zeitlich problematisch, da bekannte Kältespeicher weder über eine lange Zeit speichern können, noch über einen längeren Zeitraum abgeben können.Both Solutions found in the truck sector are usually found in driving operations excess cold stored from the refrigeration cycle. For this purpose u. a. a heating storage is known, which is connected to the refrigeration circuit via a secondary molecule rice Heat exchanger is connected. Storing cold, however, usually requires one large volume and is therefore difficult to implement in the car sector. Furthermore is storing cold is problematic in terms of time, since known cold stores have neither can save for a long time, can still release over a longer period of time.

Gemäß einem internen Stand der Technik der Anmelderin wurde es daher versucht, eine Standklimatisierung mittels des von der Klimaanlage vorliegenden Kältekreises darzustellen, bei welcher der Kompressor elektrisch angetrieben werden kann. Zur elektrischen Versorgung des Kompressors kann dann die Fahrzeugbatterie verwendet werden, die jedoch lediglich eine beschränkte Kühldauer ermöglicht und zum anderen das Risiko mit sich bringt, daß nach er­ folgter Standklimatisierung die zum Starten erforderliche Betriebsspannung nicht mehr vor­ liegt.In accordance with the applicant's internal prior art, an attempt has therefore been made to To represent parking air conditioning by means of the refrigeration circuit provided by the air conditioning system,  in which the compressor can be driven electrically. For electrical supply the compressor, the vehicle battery can then be used, but only one allows limited cooling time and on the other hand brings with it the risk that after he following air conditioning no longer provides the operating voltage required for starting lies.

Es besteht daher Bedarf für eine verbesserte Klimaanlage, insbesondere Standklimaanlage für ein Fahrzeug, die sich kostengünsig und platzsparend implementieren läßt. Eine weitere Auf­ gabe der Erfindung besteht darin, eine Klimaanlage in solch einer Weise weiterzubilden, daß bei hohen Umgebungstemperaturen hohe Kühlleistungen bereitgestellt werden. Schließlich ist es noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Klimaanlage derart weiterzubilden, daß eine Standklimatisierung praktisch unabhängig von Standzeiten des Fahrzeuges realisiert werden kann.There is therefore a need for an improved air conditioning system, especially a parking cooler for a vehicle that can be implemented inexpensively and in a space-saving manner. Another on The object of the invention is to develop an air conditioning system in such a way that high cooling capacities are provided at high ambient temperatures. Finally is it is yet another object of the invention to develop an air conditioning system such that a Parking air conditioning can be implemented practically independent of the vehicle's downtime can.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen defi­ niert.According to the invention, this object is achieved by an air conditioning system with the features of the Proverb 1 solved. Preferred embodiments are defined in the dependent claims kidney.

Erfindungsgemäß wird eine Klimaanlage, insbesondere Standklimaanlage für ein Fahrzeug vorgeschlagen, die einen zumindest einen Kompressor enthaltenden Kältekreis aufweist, wo­ bei der Kompressor elektrisch angetrieben werden kann. Der Kompressor ist mit einer Brenn­ stoffzelle verbunden, die aus einem Brennstoffreservoir gespeist wird, welches den Brennstoff abhängig von einem Wärmeeinfall in das Reservoir abgibt. Wenn demzufolge höhere Umge­ bungslufttemperaturen vorliegen, wird der Wärmeeinfall in das Reservoir höher sein, somit mehr Brennstoff abgeben, z. B. durch Verdampfung, und somit mehr elektrische Leistung für den Kompressor zur Verfügung stellen, so daß schließlich fahrzeugseitig eine stärkere Klima­ tisierung stattfindet. Anders ausgedrückt kann das erfindungsgemäße System praktisch selbst­ regelnd die Standklimatisierung eines Fahrzeuges übernehmen, in dem das Reservoir als Temperaturregelelement dient. According to the invention, an air conditioning system, in particular a parking air conditioning system for a vehicle proposed that has a refrigeration circuit containing at least one compressor, where where the compressor can be driven electrically. The compressor is with a focal Connected fuel cell, which is fed from a fuel reservoir, which the fuel depending on the incidence of heat in the reservoir. If consequently higher vice versa ambient air temperatures, the heat incidence in the reservoir will be higher, thus dispense more fuel, e.g. B. by evaporation, and thus more electrical power for make the compressor available, so that ultimately a stronger climate on the vehicle side tization takes place. In other words, the system according to the invention can practically do it itself regulate the stationary air conditioning of a vehicle in which the reservoir as Temperature control element is used.  

Vorteilhafterweise umfaßt die Klimaanlage zumindest eine Einrichtung, die den Wärmeeinfall in das Reservoir steuern kann und/oder Wärme in das Reservoir einbringen kann. Durch eine gesteuerte oder aktive Wärmeeinbringung in das Reservoir kann somit die Selbstregelung unterstützt oder auch ersetzt werden, wobei die Prinzipien der vom Wärmeeinfall abhängigen Klimatisierung beibehalten wird.Advantageously, the air conditioning system comprises at least one device that controls the incidence of heat can steer into the reservoir and / or can bring heat into the reservoir. By a Controlled or active introduction of heat into the reservoir can thus be self-regulating supported or replaced, the principles of which depend on the incidence of heat Air conditioning is maintained.

Die Einrichtung kann eine Elektroheizeinrichtung, insbesondere eine Elektroheizeinrichtung vom Pelletier-Typ enthalten. Wenn z. B. in dem Reservoir ein gewisser Brennstoffdampf­ druck vorliegt, wird durch die Einbringung von Wärme mittels Elektroheizer dieser erhöht, so daß mehr Brennstoff aus dem Reservoir zu der Brennstoffzelle geliefert wird, welche wieder­ um wie vorangehend erwähnt mehr elektrische Leistung erzeugt und somit eine stärkere Kühlung für den Fahrzeuginnenraum bereitstellt. Sog. Pelletier-Elemente ermöglichen es, einerseits Wärme und andererseits Kälte bereitzustellen. Wenn daher solche Pelletier- Elemente zur Einbringung von Wärme in das Reservoir verwendet werden, kann die an einer anderen Stelle anfallende Kälteleistung ebenfalls zur Klimatisierung des Fahrgastinnenraumes verwendet werden.The device can be an electric heating device, in particular an electric heating device of the pellet type included. If e.g. B. in the reservoir a certain fuel vapor pressure is present, this is increased by the introduction of heat by means of an electric heater that more fuel is supplied from the reservoir to the fuel cell, which again to generate more electrical power, as previously mentioned, and thus a stronger one Provides cooling for the vehicle interior. So-called. Pelleting elements allow provide heat on the one hand and cold on the other. If such pelleting Elements for introducing heat into the reservoir can be used on a elsewhere cooling capacity also for air conditioning the passenger compartment be used.

Der Wärmeeinfall in das Reservoir kann alternativ oder unterstützend auch mittels einer Fluidbeaufschlagung gesteuert oder veranlaßt sein. Zu diesem Zweck ist es möglich, das Brennstoffreservoir mit einem Fluidkreis in wärmetauschende Beziehung zu bringen, so daß einerseits Wärme in das Reservoir gebracht und andererseits Kälte aus dem Brennstoffreser­ voir entnommen werden kann.The incidence of heat in the reservoir can alternatively or supportively also by means of a Fluid application controlled or induced. For this purpose it is possible that Bring fuel reservoir with a fluid circuit in heat exchange relationship so that on the one hand, heat is brought into the reservoir and, on the other hand, cold from the fuel tank voir can be removed.

Vorteilhafterweise ist eine Luftbeaufschlagungseinrichtung vorgesehen. Die Luftbeaufschla­ gungseinrichtung kann einerseits dazu dienen, direkt das Brennstoffreservoir mit Luft zu um­ strömen, so daß ein stärkerer Wärmeübergang stattfindet, oder auch einen Wärmetauscher eines dem Brennstoffreservoir zugeordneten Fluidkreises. Auch hier dient die Luftbeaufschla­ gung einerseits dazu, Wärme in das Reservoir einzubringen und andererseits, Kälte aus dem Reservoir zu Klimatisierungszwecken abzuführen. An air application device is advantageously provided. The air intake The supply device can serve on the one hand to directly surround the fuel reservoir with air flow so that a greater heat transfer takes place, or a heat exchanger of a fluid circuit assigned to the fuel reservoir. The air intake serves here too on the one hand to bring heat into the reservoir and on the other hand, cold from the Drain the reservoir for air conditioning purposes.  

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Einrichtung Mittel, die eine thermische Isolierung des Reservoirs verändern. Dies kann z. B. einfach durch eine festgelegte oder va­ riable Oberflächenvergrößerung des Reservoires erfolgen oder auch, indem die Eigenschaften einer Isolierung verändert werden, z. B. mittels einer Vakuumpumpe, die ein Vakuum der Isolierung erhöhen und absenken kann. Bei einer Vakuumisolation wird der Wärmeeinfall bei höherem Vakuum niedriger sein, so daß das Brennstoffreservoir weniger Brennstoff zu der Brennstoffzelle liefert, so daß fahrzeugseitig weniger Kälteleistung zur Verfügung steht.In a preferred embodiment, the device comprises means for thermal Change the insulation of the reservoir. This can e.g. B. simply by a fixed or va Riable surface enlargement of the reservoir can be done or by adding the properties an insulation can be changed, e.g. B. by means of a vacuum pump, which is a vacuum of Insulation can increase and decrease. With vacuum insulation, the heat incidence is reduced higher vacuum be lower so that the fuel reservoir has less fuel to the Fuel cell delivers so that less cooling capacity is available on the vehicle side.

Wie bereits mehrfach angeführt kann die Einrichtung zum Steuern und/oder Einbringen der in das Reservoir gelangenden Wärme auch dazu ausgenutzt werden, Kälte aus diesem Zwecken der Klimatisierung eines Fahrgastraumes verwendet werden, z. B. als Vorkühlung der durch den Verdampfer zu kühlenden Luft.As already mentioned several times, the device for controlling and / or bringing in the The heat entering the reservoir can also be used to cool the cold for this purpose the air conditioning of a passenger compartment are used, e.g. B. as pre-cooling of the evaporator to be cooled air.

Zwischen der Brennstoffzelle und dem Brennstoffreservoir ist vorteilhafterweise eine Brenn­ stoff und/oder -sperreinrichtung vorgesehen die neben der mittelbaren Steuerung über die Temperatur einen direkten Eingriff, z. B. in einer Notfallsituation ein Sperren ermöglicht.There is advantageously a burner between the fuel cell and the fuel reservoir fabric and / or locking device provided in addition to the indirect control of the Temperature a direct intervention, e.g. B. allows locking in an emergency situation.

Vorteilhafterweise ist zwischen der Brennstoffzelle und dem Brennstoffreservoir ein Wärme­ tauscher vorgesehen, der es ermöglicht, in dem Brennstoffreservoir enthaltene Kälte zu nut­ zen.There is advantageously a heat between the fuel cell and the fuel reservoir Exchanger provided, which makes it possible to use cold contained in the fuel reservoir Zen.

Ferner ist es bevorzugt, daß zwischen der Brennstoffzelle und dem Kompressor eine elektri­ sche Leistungssteuerung für die Brennstoffzelle vorgesehen ist. Bei dieser Ausgestaltung kann der Zustand des Brennstoffreservoires zumindest teilweise über die Brennstoffzelle gesteuert oder geregelt werden. Wenn z. B. fahrzeugseitig weniger Kühlleistung erforderlich ist als sich mit der elektrischen Leistung der Brennstoffzelle realisieren ließe, bedingt durch den Wärme­ einfall in das Brennstoffreservoir, könnte durch die elektrische Leistungssteuerung der Druck in dem Reservoir erhöht werden, so daß zumindest kurzfristig weniger Brennstoff aus dem Brennstoffreservoir abgegeben wird. It is further preferred that an electri between the fuel cell and the compressor cal power control for the fuel cell is provided. With this configuration the state of the fuel reservoir is at least partially controlled by the fuel cell or be regulated. If e.g. B. less cooling power is required on the vehicle side than itself with the electrical power of the fuel cell, due to the heat Incidence in the fuel reservoir could be caused by the electrical power control of the pressure be increased in the reservoir, so that at least for a short time less fuel from the Fuel reservoir is delivered.  

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Reservoir ein Tief oder Niedertemperatur­ speicher, insbesondere für Wasserstoff. Tieftemperaturspeicher wie auch Niedertemperatur­ speicher zeigen in dem für das vorliegende Anwendungsgebiet kritischen Temperaturbereich vorteilhaftes Ansprechverhalten. Ein insbesondere bevorzugter Speicher wird daher sein ma­ ximales Ansprechverhalten bei den üblicherweise vorliegenden Umgebungslufttemperaturni­ veaus zeigen. Beispielhaft könnte ein Speicher vorgesehen sein, der bei ca. -30°C Brennstoff verdampft oder freisetzt. Der Fachmann wird erkennen, daß selbstverständlich neben der Temperatur auch die Druckauslegung in dem Reservoir eine wesentliche Rolle spielt. Die Druckveränderungen in der Umgebung sind jedoch nur von peripherer Bedeutung und eine Steuerung oder Regelung einer Standklimatisierung mittels Drucksteuerung in dem Reservoir ist zwar generell möglich, und kann auch unterstützend verwendet werden, wird jedoch der­ zeit bedingt durch eine Komplexität derselben kaum berücksichtigt.In a preferred embodiment, the reservoir is a low or low temperature storage, especially for hydrogen. Low temperature storage as well as low temperature stores show in the critical temperature range for the present application advantageous responsiveness. A particularly preferred memory will therefore be ma maximum response at the usual ambient air temperature show veaus. As an example, a store could be provided which stores fuel at approx. -30 ° C evaporates or releases. Those skilled in the art will recognize that, of course, in addition to the Temperature also the pressure design in the reservoir plays an essential role. The However, pressure changes in the environment are only peripheral and one Control or regulation of stationary air conditioning by means of pressure control in the reservoir is generally possible, and can also be used as a support, but will due to its complexity, time is hardly taken into account.

Obwohl das Brennstoffreservoir auch ein Flüssiggasspeicher, wie z. B. ein LH2-Speicher sein könnte, ist es aus sicherheitstechnischen Betrachtungen derzeit bevorzugt, daß das Reservoir einen Hydridspeicher, insbesondere einen Metallhydridspeicher umfaßt. Bei derartigen Spei­ chern werden Gasmoleküle an Gitterzwischnplätzen eingelagert, die bei entsprechenden Tem­ peratur- und/oder Druckveränderungen aus dem Hydrid freigesetzt werden können. Anders ausgedrückt wirkt solch ein Hydridspeicher ähnlich wie ein Schwamm. Es ist jedoch zu er­ wähnen, daß, obwohl ein Hydridspeicher insbesondere derzeit bevorzugt wird, auch Flüssig­ gaslösungen vorteilhaft sein können, wenn z. B. sehr lange Standklimatisierungszeiten beste­ hen, oder wenn sehr großvolumige Fahrzeugräume zu klimatisieren sind.Although the fuel reservoir is also a liquid gas storage, such as. B. be an LH2 memory could, it is currently preferred for safety reasons that the reservoir comprises a hydride storage, in particular a metal hydride storage. With such Spei Gas molecules are stored at lattice interstices, which, at the appropriate temperature temperature and / or pressure changes can be released from the hydride. Different In other words, such a hydride storage works like a sponge. However, it is too he believe that, although a hydride storage device is currently particularly preferred, liquid gas solutions can be advantageous if, for. B. very long standing air conditioning times best hen, or if very large-volume vehicle rooms are to be air-conditioned.

Des weiteren ist es bevorzugt, daß der Kompressor optional mechanisch und/oder über einen Fahrzeugstromkreis betreibbar ist. Anders ausgedrückt sollte der Kompressor des Kältekrei­ ses, z. B. im Fahrbetrieb, auch über das Antriebsaggregat des Fahrzeuges oder über die fahr­ zeugeigene Lichtmaschine mit zugeordneter Batterie betrieben werden können.Furthermore, it is preferred that the compressor optionally mechanically and / or via a Vehicle circuit is operable. In other words, the compressor of the refrigeration cycle should ses, e.g. B. while driving, also on the drive unit of the vehicle or on the drive Witness generator can be operated with an associated battery.

Schließlich ist es bevorzugt, daß die Brennstoffzelle eine optionale Lufterwärmung bereit­ stellt, insbesondere mittels eines Kühlkreises für die Brennstoffzelle und/oder einer von der Brennstoffzelle gespeisten Elektroheizeinrichtung. Die Elektroheizeinrichtung kann z. B. in der Form einer PTC-Heizeinrichtung ausgebildet sein. Durch die mögliche Erwärmung von Luft kann einerseits eine feinere Abstimmung der dem Fahrgastraum zuzuführenden Luft er­ zielt werden, und andererseits kann bei entsprechender Auslegung die gesamte Fahrzeugbe­ heizung mittels der Abwärme der Brennstoffzelle und der zur Verfügung gestellten elektri­ schen Heizung, optional durch die Abwärme der Traktion z. B. des Verbrennungsmotors un­ terstützt, bereitgestellt werden.Finally, it is preferred that the fuel cell provide optional air heating provides, in particular by means of a cooling circuit for the fuel cell and / or one of the Fuel cell powered electric heater. The electric heater can e.g. B. in  be in the form of a PTC heating device. Due to the possible warming of On the one hand, air can fine tune the air to be supplied to the passenger compartment targets, and on the other hand, with the appropriate design, the entire vehicle can heating by means of the waste heat of the fuel cell and the electri provided heating, optionally by the waste heat of the traction z. B. the internal combustion engine un supported, provided.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger derzeit rein illustrativer bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen die Fig. 1 bis 8 schematische Darstellungen jeweils bevorzugter Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Klimaanlage darstellen.Further advantages and features of the present invention result from the following detailed description of some currently purely illustrative preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, in which FIGS. 1 to 8 represent schematic representations of preferred embodiments of an air conditioning system according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug dargestellt, die erfindungsgemäß auch als Standklimatisierung betrieben werden kann. Die Klimaanlage umfaßt in klassischer Weise einen Kältekreis 10. Das Kältemittel des Kältekreises 10 wird über einen Kompressor 12 an­ getrieben, tritt durch einen Kondensator 11, welcher optional mittels eines Lüfters beauf­ schlagt werden kann und durch eine Entspannungseinrichtung 13, z. B. in der Form eines Drosselventiles. Anschließend wird das Kältemittel in dem Verdampfer 14 verdampft, so daß die dort entstehende Kälte mittels eines Lüfters in den Fahrgastraum abgeführt werden kann, Nach dem Verdampfer 14 wird das Kältemittel zurück zu dem Kompressor 12 geführt. Wie dargestellt kann der Kompressor 12 mechanisch über die Traktion, z. B. den Verbrennungs­ motor des Fahrzeuges angetrieben werden. Zusätzlich kann der Kompressor 12 jedoch auch über einen Elektromotor 8 angetrieben werden, der wahlweise von dem Fahrzeugbordnetz oder aber einer Brennstoffzelle 20 gespeist werden kann.In Fig. 1, an air conditioner is shown for a vehicle which can be operated according to the invention as a stationary air-conditioning. The air conditioning system conventionally comprises a refrigeration circuit 10 . The refrigerant of the refrigeration circuit 10 is driven by a compressor 12 , passes through a condenser 11 , which can optionally be beat by means of a fan and by a relaxation device 13 , for. B. in the form of a throttle valve. The refrigerant is then evaporated in the evaporator 14 , so that the cold arising there can be discharged into the passenger compartment by means of a fan. After the evaporator 14 , the refrigerant is returned to the compressor 12 . As shown, the compressor 12 can be mechanically controlled via traction, e.g. B. the internal combustion engine of the vehicle. In addition, the compressor 12 can, however, also be driven by an electric motor 8 , which can optionally be powered by the vehicle electrical system or by a fuel cell 20 .

Die Brennstoffzelle 20 wird über die Leitung 4 mit Sauerstoff und über die Leitung 2 mit Brennstoff versorgt. Die Brennstoffleitung 2 ist in der gezeigten Ausführungsform mit einem Stellventil 6 versehen, welches den Mengendurchsatz an Brennstoff regeln oder sperren kann. Am anderen Ende der Brennstoffleitung 2 ist ein Brennstoffreservoir 30 vorgesehen, welches den Brennstoff abhängig von einem Wärmeeinfall in das Reservoir abgibt. Beispielhaft kann das Reservoir 30 ein Niedertemperaturhydrid sein, welches mit Wasserstoff geladen ist. Das Niedertemperaturhydrid stellt eine Bindung von Wasserstoff mit einem oder mehreren ande­ ren chemischen Elementen metallischen Charakters dar, wobei Wasserstoffatome an Zwi­ schengitterstellen eingelagert sind. Wenn die Temperatur dieses Hydrides über ca. -30°C durch die Umgebung erwärmt wird, tritt der Wasserstoff gasförmig aus und steht somit der Brennstoffzelle zur Erzeugung von elektrischem Strom zur Verfügung.The fuel cell 20 is supplied with oxygen via line 4 and with fuel via line 2 . In the embodiment shown, the fuel line 2 is provided with a control valve 6 which can regulate or block the throughput of fuel. At the other end of the fuel line 2 , a fuel reservoir 30 is provided, which emits the fuel depending on the incidence of heat in the reservoir. For example, the reservoir 30 may be a low temperature hydride that is charged with hydrogen. The low-temperature hydride represents a bond of hydrogen with one or more other chemical elements of metallic character, with hydrogen atoms being embedded at interstitial sites. When the temperature of this hydride is heated above -30 ° C by the environment, the hydrogen escapes in gaseous form and is thus available to the fuel cell for the generation of electrical current.

Zur Kühlung der Brennstoffzelle 20 ist in der gezeigten Ausführungsform ein Wärmetau­ scherkreis 90 vorgesehen, der mittels eines zugeordneten Wärmetauschers zur Lufterwärmung dienen kann. Die erwärmte Luft kann anschließend über ein ebenfalls optionales Elektroheiz­ gerät 99, in der dargestellten Ausführungsform in der Form eines PTC-Heizregisters, nacher­ hitzt werden, um zur Temperierung des Fahrgastinnenraumes beizutragen.To cool the fuel cell 20 , a heat exchanger circuit 90 is provided in the embodiment shown, which can be used to heat the air by means of an associated heat exchanger. The heated air can then be heated via an also optional electric heater 99 , in the embodiment shown in the form of a PTC heating register, in order to contribute to the temperature of the passenger compartment.

In Fig. 2 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klimaanlage dargestellt. Einander entsprechende Bestandteile sind mit entsprechenden Bezugszeichen ver­ sehen und werden zur knapperen Darstellung nicht erneut im Detail erläutert. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform durchläuft der Brennstoff, der das Reservoir 30 aufgrund von Wärmeeinfall verläßt, einen Wärmetauscher 18, in dem die in dem Brennstoff enthaltene Kälte abgeführt werden kann. Zum einen wird somit der Brennstoff auf geeignete Verbren­ nungsbedingungen für die Brennstoffzelle 20 gebracht, und zum anderen kann die gewonnene Kälte beispielhaft über einen Wärmetauscher 17 in den Kältekreis 10 eingebracht werden. Der Fachmann sollte erkennen, daß selbstverständlich auch der Wärmetauscher 17 als Luftwär­ metauscher ausgebildet sein könnte, wenn eine Vorabkühlung der Luft erwünscht ist, die an­ schließend durch den Verdampfer 14 des Kältekreises 10 treten soll. Alternativ können auch separate Räume oder Behälter in dem Fahrzeug in dieser Weise gekühlt werden.In FIG. 2, a second preferred embodiment of an air conditioner according to the invention. Corresponding components are provided with corresponding reference numerals and are not explained again in detail for the sake of clarity. In the embodiment shown in FIG. 2, the fuel which leaves the reservoir 30 due to the incidence of heat passes through a heat exchanger 18 in which the cold contained in the fuel can be removed. On the one hand, the fuel is brought to suitable combustion conditions for the fuel cell 20 , and on the other hand, the cold obtained can be introduced, for example, via a heat exchanger 17 into the cooling circuit 10 . The person skilled in the art should recognize that, of course, the heat exchanger 17 could also be designed as an air heat exchanger if pre-cooling of the air is desired, which should then occur through the evaporator 14 of the cooling circuit 10 . Alternatively, separate rooms or containers in the vehicle can also be cooled in this way.

In Fig. 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage dargestellt, in welcher der Wärmeeinfall in das Reservoir 30 über einen Wärmetauscherkreis 60 erfolgt. Der Wärmetauscherkreis 60 enthält ein Fluidfördermittel 60, welches das Fluid des Wärmetauscherkreises 60 durch den Wärmetauscher 62 und durch das Reservoir 30 fördert. Das Fluid des Wärmetauscherkreises 60 steht mit dem Reservoir 30 in wärmetauschender Beziehung, so daß einerseits die Temperatur in dem Reservoir 30 erhöht wird, und die aus dem Reservoir 30 entnommene Kälte in dem Wärmetauscher 62 mittels Luftbeaufschlagung durch den Lüfter 50 in den Fahrgastraum abgeführt werden kann, und zwar unter nachfolgen­ der Durchströmung des Verdampfers 14 des Kältekreises 10. Alternativ können auch separate Räume oder Behälter in dem Fahrzeug in dieser Weise gekühlt werden. FIG. 3 shows a further preferred embodiment of the air conditioning system according to the invention, in which the heat enters the reservoir 30 via a heat exchanger circuit 60 . The heat exchange circuit 60 includes a fluid transfer means 60, which conveys the fluid circuit of the heat exchanger 60 through the heat exchanger 62 and through the reservoir 30th The fluid of the heat exchanger circuit 60 is in heat exchange relationship with the reservoir 30 , so that on the one hand the temperature in the reservoir 30 is increased and the cold taken from the reservoir 30 in the heat exchanger 62 can be dissipated into the passenger compartment by the fan 50 by air , namely following the flow through the evaporator 14 of the refrigeration circuit 10 . Alternatively, separate rooms or containers in the vehicle can also be cooled in this way.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform, die im wesentlichen jener von Fig. 3 entspricht, gibt der Wärmetauscher 62 die aus dem Reservoir 30 entnommene Kälte an den Kältekreis 10 ab, so daß an dem Verdampfer 14 ein niedrigeres Eingangstemperaturniveau vorliegt, so daß die gesamtverfügbare Kälteleistung erhöht wird.In the embodiment shown in FIG. 4, which corresponds essentially to that of FIG. 3, the heat exchanger 62 transfers the cold taken from the reservoir 30 to the cooling circuit 10 , so that the evaporator 14 has a lower inlet temperature level, so that the total available cooling capacity is increased.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform kann den Wärmeeinfall in das Reservoir 30 mittels Luftbeaufschlagung gesteuert bzw. geregelt werden. Zu diesem Zweck ist ein Lüfter 50 benachbart dem Reservoir 30 vorgesehen, der Umgebungsluft auf das Reservoir 30 richtet. Um die Wärmeübertragung zwischen Umgebungsluft und Reservoir 30 zu erhöhen, ist das Reservoir 30 mit einer vergrößerten Oberfläche bereitgestellt. Diese vergrößerte Oberfläche wird durch lamellenartig ausgebildete Temperaturleitkörper 70 erzielt. Nachdem die Umge­ bungsluft von dem Lüfter 50 beaufschlagt an dem Reservoir 30 vorbeigetreten ist und von dem Reservoir abgekühlt wurde, wird sie zu dem Verdampfer 14 des Kältekreises 10 gerich­ tet, um anschließend abgekühlt in den Fahrgastraum zu treten.In the embodiment shown in FIG. 5, the heat incidence in the reservoir 30 can be controlled or regulated by means of air admission. For this purpose, a fan 50 is provided adjacent to the reservoir 30 , which directs ambient air onto the reservoir 30 . In order to increase the heat transfer between the ambient air and the reservoir 30 , the reservoir 30 is provided with an enlarged surface. This enlarged surface is achieved by lamellar-shaped temperature guide bodies 70 . After the ambient air applied by the fan 50 has passed the reservoir 30 and has been cooled by the reservoir, it is directed to the evaporator 14 of the refrigeration circuit 10 in order to then enter the passenger compartment after cooling.

In Fig. 6 ist eine Klimaanlage im wesentlichen jener von Fig. 1 entsprechend dargestellt, wo­ bei jedoch das Reservoir 30 mit einer Vakuumisolierung 32 umgeben ist. Durch das Bereit­ stellen einer Vakuumisolierung kann der direkte Wärmeeinfall reduziert werden. Diese Aus­ gestaltung ist z. B. insbesondere vorteilhaft bei Flüssigwasserstoffreservoirs, bedingt durch den äußerst niedrigen Siedepunkt von Wasserstoff. Um den Wärmeeinfall regeln zu können, ist die Isolierung 32 mit einer Vakuumpumpe 70 gekoppelt, die je nach gewünschter Kältelei­ stung das Vakuum in der Isolierung 32 erhöhen oder absenken kann und somit indirekt den Wärmeeinfall in das Reservoir steuert. Diese Ausgestaltung könnte z. B. auch Anwendung auf ein System finden, in welchem das Reservoir 30 für Flüssigerdgas (LPG) ausgelegt ist. In Fig. 6, an air conditioning system is shown essentially corresponding to that of Fig. 1, but in which the reservoir 30 is surrounded by vacuum insulation 32 . By providing vacuum insulation, the direct incidence of heat can be reduced. This design is from z. B. particularly advantageous for liquid hydrogen reservoirs, due to the extremely low boiling point of hydrogen. In order to be able to regulate the incidence of heat, the insulation 32 is coupled to a vacuum pump 70 which, depending on the desired cooling effect, can increase or decrease the vacuum in the insulation 32 and thus indirectly controls the incidence of heat in the reservoir. This configuration could, for. B. also apply to a system in which the reservoir 30 is designed for liquefied natural gas (LPG).

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist dem Reservoir 30 als Elektroheizer ein Pelletier-Element 40 zugeordnet. Das Pelletier-Element 40 erzeugt in der dargestellten Aus­ führungsform an der zu dem Reservoir 30 gerichteten Fläche Wärme und an der dem Reser­ voir abgewandten Seite Kälte. Durch die Erwärmung mittels des Pelletier-Elementes 40 kann der Wärmeeinfall in das Reservoir 30 entsprechend den Klimatisierungsanforderungen erhöht werden, während die an der anderen Seite des Pelletier-Elementes anfallende Kälte beispiel­ haft zur Vorkühlung der Luft dienen kann, die über den Verdampfer 14 des Kältekreises 10 gekühlt werden soll.In the embodiment shown in FIG. 7, a pelletizing element 40 is assigned to the reservoir 30 as an electric heater. The pelletizing element 40 generates heat in the embodiment shown on the surface facing the reservoir 30 and cold on the side facing away from the reservoir. By heating by means of the pelletizing element 40 , the heat incidence in the reservoir 30 can be increased in accordance with the air-conditioning requirements, while the cold occurring on the other side of the pelletizing element can serve, for example, for pre-cooling the air which is passed through the evaporator 14 of the refrigeration circuit 10 to be cooled.

In Fig. 8 ist schließlich eine letzte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klimaanlage dargestellt, welche praktisch der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform entspricht. Es ist jedoch zwischen der Brennstoffzelle 20 und dem Kompressor 12 eine elektrische Lei­ stungssteuerung 16 vorgesehen, die einerseits die elektrische Leistung der Brennstoffzelle beschränken kann und somit die Abgabe von Brennstoff aus dem Brennstoffreservoir redu­ ziert. Andererseits kann die elektrische Leistungssteuerung 16 einen elektrischen Heizwider­ stand 40 in dem Reservoir 30 beaufschlagen, um eine Erwärmung innerhalb des Reservoires zu erzielen, so daß die Ausstoßrate an Brennstoff aus dem Reservoir 30 und somit die erziel­ bare Kälteleistung erhöht wird.Finally, FIG. 8 shows a last preferred embodiment of an air conditioning system according to the invention, which practically corresponds to the embodiment shown in FIG. 1. However, an electrical power control 16 is provided between the fuel cell 20 and the compressor 12 , which on the one hand can limit the electrical power of the fuel cell and thus reduces the delivery of fuel from the fuel reservoir. On the other hand, the electrical power control 16 can apply an electrical heating resistor 40 in the reservoir 30 in order to achieve heating within the reservoir, so that the rate of ejection of fuel from the reservoir 30 and thus the achievable cooling capacity is increased.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß mittels der erfindungsgemäßen Klimaanlage eine Standklimatisierung ermöglicht wird, die sowohl lange Standzeiten mit Klimatisierung als auch ohne Klimatisierung mit anschließender Klimatisierung ermöglicht. Nachdem die Kli­ matisierung abhängig von dem Wärmeeinfall in das Reservoir und somit üblicherweise von der Umgebungstemperatur ist, besteht ein gewisser Grad an Selbstregelgung. Neben der vor­ teilhaften Selbstregelung ergibt sich, daß in dem Brennstoff gespeicherte Kälte oder bei der Freisetzung von Brennstoff erzeugte Kälte zusätzlich ausgenutzt werden kann.In summary, it can be said that by means of the air conditioning system according to the invention Stand air conditioning is enabled, which both long service life with air conditioning as also possible without air conditioning with subsequent air conditioning. After the Kli Automation depending on the heat in the reservoir and thus usually on the ambient temperature, there is a certain degree of self-regulation. In addition to the front partial self-regulation results that cold stored in the fuel or at Release of fuel-generated cold can also be exploited.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorangehend vollständig und im Detail unter Bezugnahme auf einige derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, daß verschiedenste Veränderungen und Modifikationen im Rahmen der beiliegen­ den Ansprüche möglich sind. Insbesondere sollte der Fachmann erkennen, daß einzelne Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit anderen Merkmalen anderer Ausführungsfor­ men kombinierbar und/oder austauschbar sind. Schließlich ist zu erwähnen, daß das Reservoir als wiederbefüllbares oder auch als austauschbares Reservoir ausgebildet sein kann.Although the present invention has been hereby incorporated by reference in its entirety and in detail Some currently preferred embodiments have been described by those skilled in the art recognize that various changes and modifications within the scope of the claims are possible. In particular, those skilled in the art should recognize that individual  Features of an embodiment arbitrarily with other features of other embodiments can be combined and / or exchanged. Finally, it should be mentioned that the reservoir can be designed as a refillable or an exchangeable reservoir.

Claims (14)

1. Klimaanlage, insbesondere Standklimaanlage für ein Fahrzeug, mit einem zumindest einen Kompressor (12) enthaltenden Kältekreis (10), wobei der Kompressor elektrisch angetrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (12) mit einer Brennstoffzelle (20) verbunden ist, die aus einem Brennstoffreservoir (30) gespeist wird, welches den Brennstoff abhängig von einem Wärmeeinfall in das Reservoir (30) abgibt.1. Air conditioning system, in particular parking cooler for a vehicle, with a refrigeration circuit ( 10 ) containing at least one compressor ( 12 ), the compressor being able to be driven electrically, characterized in that the compressor ( 12 ) is connected to a fuel cell ( 20 ), which is fed from a fuel reservoir (30), which delivers the fuel depending on a heat input to the reservoir (30). 2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Einrich­ tung (40; 50; 60; 70) vorgesehen ist, um den Wärmeeinfall in das Reservoir (30) zu steuern und/oder Wärme, insbesondere steuerbar, in das Reservoir (30) zu bringen.2. Air conditioning system according to claim 1, characterized in that at least one Einrich device ( 40 ; 50 ; 60 ; 70 ) is provided to control the incidence of heat in the reservoir ( 30 ) and / or heat, in particular controllable, in the reservoir ( 30 ) to bring. 3. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (40, 50, 60, 70) eine Elektroheizeinrichtung (40), insbesondere eine Elektroheizeinrichtung vom Pelletier-Typ umfaßt.3. Air conditioning system according to claim 2, characterized in that the device ( 40 , 50 , 60 , 70 ) comprises an electric heating device ( 40 ), in particular an electric heating device of the pelletizing type. 4. Klimaanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (40, 50, 60, 70) eine Fluidbeaufschlagungseinrichtung (60), insbesondere einen mit dem Re­ servoir gekoppelten Wärmetauscherkreis (60) umfaßt.4. The air conditioner according to claim 2 or 3, characterized in that the means (40, 50, 60, 70) has a Fluidbeaufschlagungseinrichtung (60), comprising in particular a servoir with the re-coupled heat exchanger circuit (60). 5. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ richtung (40, 50, 60, 70) eine Luftbeaufschlagungseinrichtung (50) umfaßt, um das Re­ servoir (30) und/oder einen Teil (62) der Fluidbeaufschlagungseinrichtung (60) mit Luft zu beaufschlagen.5. Air conditioning system according to one of claims 3 to 4, characterized in that the device ( 40 , 50 , 60 , 70 ) comprises an air application device ( 50 ) to the re servoir ( 30 ) and / or a part ( 62 ) of the To apply air to the fluid application device ( 60 ). 6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ richtung (40, 50, 60, 70) eine Einrichtung (70) umfaßt, die eine thermische Isolierung (32) des Reservoirs (30) verändert. 6. The air conditioner according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the one direction (40, 50, 60, 70) includes means (70) which varies a thermal insulation (32) of the reservoir (30). 7. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ richtung (40, 50, 60, 70) zur Klimatisierung nutzbare Kälte erzeugt und/oder aus dem Reservoir (30) abführt.7. Air conditioning system according to one of claims 2 to 6, characterized in that the A device ( 40 , 50 , 60 , 70 ) generates usable cold air conditioning and / or discharges from the reservoir ( 30 ). 8. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brennstoffzelle (20) und dem Brennstoffreservoir (30) eine Brennstoff­ steuer- und/oder -sperreinrichtung (6) vorgesehen ist.8. Air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that a fuel control and / or locking device ( 6 ) is provided between the fuel cell ( 20 ) and the fuel reservoir ( 30 ). 9. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brennstoffzelle (20) und dem Brennstoffreservoir (30) ein Wärmetauscher (18) vorgesehen ist.9. Air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that a heat exchanger ( 18 ) is provided between the fuel cell ( 20 ) and the fuel reservoir ( 30 ). 10. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brennstoffzelle (20) und dem Kompressor (12) eine elektrische Leistungs­ steuerung (16) für die Brennstoffzelle (20) vorgesehen ist.10. Air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical power control ( 16 ) for the fuel cell ( 20 ) is provided between the fuel cell ( 20 ) and the compressor ( 12 ). 11. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (30) ein Tief oder Niedertemperaturspeicher, insbesondere für Wasser­ stoff ist.11. Air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the reservoir ( 30 ) is a low or low temperature storage, in particular for water. 12. Klimaanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (30) einen Hydridspeicher, insbesondere einen Metallhydridspeicher umfaßt.12. Air conditioning system according to claim 11, characterized in that the reservoir ( 30 ) comprises a hydride storage, in particular a metal hydride storage. 13. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (12) optional mechanisch und/oder über einen Fahrzeugstromkreis, ins­ besondere im Standbetrieb, betreibbar ist.13. Air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor ( 12 ) can optionally be operated mechanically and / or via a vehicle circuit, in particular in stationary operation. 14. Klimaanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzelle (20) eine optionale Lufterwärmung bereitstellt, insbesondere mittels eines Kühlkreises (90) für die Brennstoffzelle (20) und/oder einer von der Brennstoff­ zelle gespeisten Elektroheizeinrichtung, insbesondere einer PTC-Heizeinrichtung (99).14. Air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel cell ( 20 ) provides optional air heating, in particular by means of a cooling circuit ( 90 ) for the fuel cell ( 20 ) and / or an electric heating device fed by the fuel cell, in particular a PTC -Heater ( 99 ).
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