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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Standklimaanlage für ein Fahrzeug,
insbesondere für
ein Nutzfahrzeug, mit einem Kältespeicher.
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Derartige
Standklimaanlagen sind bei einem Nutzfahrzeug typischerweise in
der Fahrzeugkabine an deren Rückwand
beispielsweise unterhalb des Dachs angebracht. Ausgeführt ist
die in Rede stehende Klimaanlage beispielsweise mit einem Kältespeicher
in Gestalt von zumindest einem Eisspeicherelement, welches bei der
Fahrt des Fahrzeugs mit Kälte geladen
wird, indem das mit wasserähnlichem
Medium gefüllte
Eisspeicherelement eingefroren wird. Bei stehendem Fahrzeug steht
die derart gespeicherte Kälte
dann zur Kabinenkühlung
zur Verfügung.
Eine Alternative zu einem Kältespeicher
mit Eisspeicherelement ist ein Kältespeicher
im Rahmen eines Sekundärsolekreislaufs
mit Wärmetauscher.
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Kühlschränke an Bord
von Fahrzeugen werden bislang hauptsächlich mit Elektrizität oder Gas betrieben.
Im Fall eines elektrischen Betriebs wird auf die fahrzeugeigene
Stromversorgung für
den Kühlschrank
zurückgegriffen.
Dies hat den Nachteil, daß die
Fahrzeugbatterien belastet werden, wenn das Fahrzeug sich im Stand
befindet. Außerdem
nehmen derartige Kühlschränke einen
nicht unerheblichen Platz beispielsweise im Bereich des Mitteltunnels
einer Fahrerkabine ein. Im Fall von gasbetriebenen Kühlschränken müssen Gasbehälter mitgeführt und möglichst
kollisionssicher untergebracht werden. Es ist auch bekannt, Kühlschränke in Gestalt
von sogenannten Kühlboxen
zu verwenden, die den Vorteil haben, portabel zu sein und nachträglich eingebaut werden
zu können.
Derartige Kühlboxen
werden ebenfalls über
die fahrzeugeigene Stromversorgung mit Energie versorgt und erfordern
ebenfalls Platz, beispielsweise im Kofferraum oder in der Fahrerkabine.
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Bei
elektrisch betriebenen Kühlboxen
wird die Abwärme
in der Regel in die Kabine abgegeben und führt zu einer zusätzlichen
Aufheizung. Zusätzlich
ist der Betrieb mit einer Geräuschentwicklung durch
Kompressor und/oder Gebläse
verbunden.
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Aus
der
DE 198 38 880
A1 ist eine Einrichtung zum Kühlen für ein Kraftfahrzeug bekannt,
das über
einen Kältespeicher
verfügt,
der auch für
eine Standklimatisierung dient. In einen Haupt- oder Nebenkreislauf
des Kälteträgers ist
optional ein Kühlschrank
eingebunden. Auch dieser Kühlschrank
ist separat vom Kältespeicher
vorgesehen und verursacht entsprechend viel Platzbedarf.
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Im übrigen wird
der Begriff "Kühlschrank" vorliegend auch
genutzt für
einen gekühlten
Stauraum in der Fahrerkabine bzw. im Fahrgastraum. Der Begriff Eisspeicherelement
umfaßt
auch Eisspeicher, die mit Gashydraten betrieben werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in die eingangs genannte Standklimaanlage
einen Kühlschrank
einzubinden, um die dem Stand der Technik innewohnende Nachteile
eines großen
Platzbedarfs und der Belastung des fahrzeugeigenen Stromversorgung
zu überwinden.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß wird die
Fahrzeug-Standklimaanlage zum Betrieb eines Kühlschranks genutzt, indem die
von der Standklimaanlage bereitgestellte Kälte in den Innenraum des Kühlschranks
eingetragen wird, der zu diesem Zweck mit den Kältespeichern der Standklimaanlage
gekoppelt und mit diesem zu einer Bauein heit verbunden ist. Der
erfindungsgemäße Ansatz,
die während
der Fahrt mit Energie versorgte Standklimaanlage zum Betrieb eines Kühlschranks
zu nutzen, hat den Vorteil, daß die
fahrzeugeigene Stromversorgung durch den Kühlschrank bei stehendem Fahrzeug
nicht belastet wird bzw. das Mitführen von Gasflaschen sich erübrigt. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Integration des
Kühlschranks
unmittelbar im Bereich des Kältespeichers
der Standklimaanlage wertvoller Unterbringungsraum für den Kühlschrank
in der Fahrerkabine eingespart wird.
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Ein
vorteilhafter Zusatznutzen besteht darin, daß im Kühlschrank anfallendes Kondenswasser
zusammen mit dem Kondenswasser der Standklimaanlage abgeführt werden
kann.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Konzepts besteht darin,
daß bei
einem Betrieb des Kühlschranks
keine zusätzliche
Wärmelast
in die Kabine eingetragen wird.
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Bei
der Variante einer Fahrzeug-Standklimaanlage, bei welcher der Kältespeicher
zumindest ein Eisspeicherelement umfaßt, das während der Fahrzeugfahrt mit
Kälte geladen
wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß der
Kühlschrank
mit dem Eisspeicherelement verbunden ist. Eine platzsparende Variante
der Kältezufuhr
bei dieser Ausführungsform sieht
vor, daß der
Kühlschrank
mit einem Kälte- bzw. wärmedurchlässigen Wandabschnitt,
bevorzugt mit seiner Rückwand
unmittelbar an das Eisspeicherelement angrenzend z.B. in der Rückwand der
Fahrerkabine angeordnet ist. Dieser Wandabschnitt kann beispielsweise
als ein von Isolationsmaterial freier Teil der Kühlschrankrückwand realisiert sein.
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Alternativ
zu der unmittelbaren Kälte-
bzw. Wärmeankopplung
des Kühlschranks
an das Eisspeicherelement kann ein zwischengeschaltetes Kälteübertragungsmittel
vorgesehen sein, wodurch der Kühlschrank
mit dem Eisspeichereement des Kältespeichers
verbunden ist. Das Kälteübertragungsmittel
wird entweder von Luft in einem Luftkanal gebildet, der mit einem
Ende an das Eisspeicherelement angrenzt, und der mit dem anderen
Ende in das Kühlschrankinnere
mündet,
wo bei bevorzugt im Luftkanal ein Gebläse integriert ist. Gemäß einer
anderen Variante wird als Kälteübertragungsmittel
eine in einem Solekreislauf zirkulierende Flüssigkeit verwendet, durch welchen
das Eisspeicherelement und der Kühlschrank
angeschlossen sind. Diese beiden Varianten haben den Vorteil, daß der Kühlschrank
an beliebiger Stelle des Eisspeicherelements untergebracht werden
kann.
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Bei
einer Fahrzeug-Standklimaanlage, bei welcher der Kältespeicher
ein Speicher in einem Sekundärkreislauf
mit Wärmetauscher
ist, ist der Kühlschrank
in Übereinstimmung
mit dem erfindungsgemäßen Prinzip
an den Sekundärkreislauf
angeschlossen, und zwar bevorzugt mittels eine Soleschleife, die
ggf. eine Pumpe und/oder ein Magnetventil umfaßt, um eine problemlose Steuerung
der Kältezufuhr
zum Kühlschrank
zu gewährleisten.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Ein
gesondertes Kälteerzeugungsaggregat
für den Kühlschrank
kann entfallen, weil dieser unmittelbar die Kältekapazität des Kältespeichers der Fahrzeug-Standklimaanlage
nutzt. Bei Einbau des Kühlschranks
an der Kabinenrückwand,
an welcher typischerweise die Fahrzeug-Standklimaanlage installiert
ist, ist gewährleistet,
daß für die Unterbringung des
Kühlschranks
nur ein minimaler Raum benötigt wird.
Im Kühlschrank
anfallendes Kondenswasser kann problemlos zusammen mit dem Kondenswasser
der Standklimaanlage abgeführt
werden. Bei Nutzung des Kühlschranks
in geparktem Fahrzeug wird keine unangenehme zusätzliche Wärmelast in die Kabine eingetragen.
Bei einem Standklimakonzept mit Sekundärsolekreislauf zur Kälteübertragung
kann relativ einfach über
eine Soleschleife Kälte
in das Kühlfach
des Kühlschranks
eingetragen werden. Bei entsprechender Einbindung des Kühlschranks
kann dieser völlig
geräuschlos
betrieben werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert; es
zeigt:
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1 einen
Schnitt durch den Kältespeicher einer
Standklimaanlage, die in eine Fahrerkabinenrückwand des Fahrzeugs eingebaut
ist,
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2 eine
Ansicht wie 1 mit einem unmittelbar an den
Kältespeicher
der Standklimaanlage angekoppelten Kühlschrank,
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3 ein
Ankopplungskonzept für
verschiedene Kühlschrankeinheiten
an eine bestehende Fahrzeug-Klimaanlage mittels Kälteübertragungsmittel,
und
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4 eine
Kälteversorgung
für einen
Kühlschrank
durch eine Fahrzeug-Standklimaanlage, welche
in Gestalt eines Sekundärsolekreislaufs
realisiert ist.
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Der
in 1 gezeigte Kältespeicher 12 für eine im übrigen nicht
dargestellte Standklimaanlage ist zusammen mit deren übrigen Aggregaten
beispielsweise in der Rückwand 10 einer
Fahrerkabine installiert und zu deren Innenseiten in mittels einer Verkleidung
abgedeckt. Der Kältespeicher 12 umfaßt bei der
dargestellten Variante drei Eisspeicherelemente 13, 14 und 15 in
zylindrischer Form mit nicht näher
dargestellter profilierter Außenwandung
und einer Füllung
aus wasserähnlichem
Kältespeichermedium.
Das Kältespeichermedium
wird bei fahrendem Fahrzeug mittels hierfür geeigneter Aggregate – beispielsweise
einen zweiten Verdampfer der Fahrzeugklimaanlage – eingefroren
und gibt bei stehendem Fahrzeug Kälte ab, die von den Eisspeicherelementen 13 bis 15 beispielsweise
durch an diesen vorbeistreichende Luft abgeführt und in die Fahrerkabine
eingetragen wird. Die Eisspeicherelemente 13 bis 15 sind
in einem wärmeisolierenden
Gehäuse 16 untergebracht.
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2 zeigt
eine ähnliche
Ansicht wie 1 mit einem Kühlschrank 17,
der unmittelbar an die Eisspeicherelemente 13 bis 15 des
Kältespeichers 12 gekoppelt
ist. Zu diesem Zweck ist die vordere Wand des Gehäuses 16 des
Kältespeichers 12 ausgenommen
und der Kühlschrank 17 ist
im Bereich dieser Ausnehmung an das Gehäuse 16 so angebaut,
daß der
Innenraum des Kühlschranks 17 unmittelbar
an die Eisspeicherelement 13 bis 15 angrenzt.
Zu diesem Zweck ist die üblicherweise
wärmeisolierte Rückwand des
Kühlschranks 17 frei
von Isolierungsmaßnahmen
gebildet und ein relativ dünner,
gut wärmeleitender
Rückwandabschnitt 18 des
Kühlschranks 17 liegt
unmittelbar an den Eisspeicherelementen 13 bis 15 an,
so daß diese
Kälte in
den Innenraum des Kühlschranks 17 ungehindert
einzutragen vermögen.
Die Verkleidung 11 von 1 ist an
den Aufbau des Kühlschranks 17 angepaßt und bezieht gemäß der Ausführungsform
von 2 nunmehr auch den Kühlschrank 17 bis auf
dessen Vordertür
in ihre Abdeckfunktion mit ein.
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Eine
alternative Kälteversorgung
für einen erfindungsgemäß mit einer
Fahrzeug-Standklimaanlage
gekoppelten Kühlschrank
geht aus 3 hervor. Diese zeigt schematisch
eine Fahrzeug-Standklimaanlage, mehrere Kühlschränke in Gestalt von Staufächern und
deren Anbindung an die Standklimaanlage. In 3 ist die
Standklimaanlage mit der Bezugsziffer 19 bezeichnet, wobei
die Kältespeicher in
der Zeichnung weggelassen wurden. Die Anlage weist drei Kühlschränke 20, 21 und 22 auf,
die beispielsweise in der Fahrerkabine untergebracht sind. Diese
Kühlschränke 20, 21, 22 sind
entweder in Staufächern
der Fahrerkabine untergebracht oder diese Staufächer selbst sind als isolierende
Räume im
Sinne eines Kühlschranks
gebildet. Im Gegensatz zu 2 sind die
Kühlschränke 20, 21, 22 geringfügig räumlich entfernt
von der Standklimaanlage, insbesondere von deren Kältespeicher
angeordnet, so daß zwischen
den Kühlschränken 20, 21, 22 und
der Standklimaanlage 19 Kälteübertragungsmittel erforderlich
sind. Für
die Kühlschränke 20 und 22 wird
das Kälteübertragungsmittel
von Luft gebildet, die durch isolierte Luftkanäle 23 zirkuliert.
In diesen Luftkanälen 23 können auch
Gebläse
angeordnet sein, wie etwa ein Gebläse 24 im Luftkanal
zum Kühlschrank 22,
um die Kälte
vom Kältespeicher
der Klimanlage 19 effizient zum Kühlschrank 22 zu übertragen.
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Ein
zu der Luft in den Luftkanälen 23 alternatives
Kälteübertragungsmittel
wird für
den Kühlschrank 21 genutzt.
Dieses Kälteübertragungmittel wird
von einer Flüssigkeit
gebildet, die beispielsweise in einen Solekreislauf 25 mittels
einer Pumpe 26 zirkuliert. Die Pumpe 26 ist in
einer Zuleitung 32 von der Standklimaanlage 19 zum
Kühlschrank 21 angeordnet.
Der Solekreislauf 25 wird durch eine Rückleitung 33 zwischen
dem Kühlschrank 21 und
der Standklimaanlage 19 vervollständigt. Durch diese Anordnung sind
Kühlschränke bzw.
kühlbare
Staufächer
an einem beliebigen Ort in einer Fahrerkabine unterbringbar.
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In
einer vereinfachten Ausführung
ohne Pumpe kann die Umwälzung
des Solekreislaufs durch freie Konvektion im Kreislauf erfolgen.
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4 zeigt
ein anderes Konzept einer Standklimaanlage, das auf einem Sekundärsolekreislauf
basiert, der einen Wärmetauscher 27,
einen mit diesem verbundenen Kältespeicher 28 und
eine Pumpe 29 in einer der beiden den Kreislauf zwischen Wärmetauscher 27 und
Kältespeicher 28 bildenden Leitungen 34, 35 umfaßt. An diesen
Sekundärsolekreislauf
ist ein Kühlschrank 31 über zwei
Abzweigleitungen 36, 37 angeschlossen, von denen
eine Abzweigleitung 36 eine weitere Pumpe 30 enthält. Auch bei
diesem Standklimaanlagenkonzept wird durch die Standklimaanlage
bereitgestellte und während der
Fahrt des Fahrzeugs nachgeladene Kälte zur Kühlung des Kühlschranks 31 genutzt.
Zusätzlich
zu den Pumpen 29, 30 oder alternativ hierzu kann
ein Magnetventil 38 zur getakteten oder kontinuierlichen Steuerung
des Durchflusses durch die Abzweigleitungen 36 bzw. 37 vorgesehen
sein.
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- 10
- Rückwand
- 11
- Verkleidung
- 12
- Kältespeicher
- 13
- Eisspeicherelemente
- 14
- Eisspeicherelemente
- 15
- Eisspeicherelemente
- 16
- Gehäuse
- 17
- Kühlschrank
- 18
- Rückwandabschnitt
- 19
- Standklimaanlage
- 20
- Kühlschrank
- 21
- Kühlschrank
- 22
- Kühlschrank
- 23
- Luftkanal
- 24
- Gebläse
- 25
- Solekreislauf
- 26
- Pumpe
- 27
- Wärmetauscher
- 28
- Kältespeicher
- 29
- Pumpe
- 30
- Pumpe
- 31
- Kühlschrank
- 32
- Zuleitung
- 33
- Rückleitung
- 34
- Leitung
- 35
- Leitung
- 36
- Abzweigleitung
- 37
- Abzweigleitung
- 38
- Magnetventil