DE2058280A1 - Kreislauf zum Heizen und/oder Kuehlen von Raeumen,insbesondere Fahrzeugen - Google Patents
Kreislauf zum Heizen und/oder Kuehlen von Raeumen,insbesondere FahrzeugenInfo
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Description
E8SENWEIN8TRAS8E 4-«
DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEINZER
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TEL: KANZLEI 0911/203727 PRIVAT: 77430«
TELEGRAMMTELEX M-23135
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DEUTSCHE BANK AG. NÜRNBERG NR. 3411*4 POSTSCHECKKONTO: NÜRNBERG i7O81
Nürnberg, den 26.11.7ο 17/45
Firma Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr, 7 Stuttgart-Feuerbach, Mauserstraße 5
"Kreislauf zum Heizen und/oder Kühlen von Räumen insbesondere Fahrzeugen"
Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf zum Heizen und/oder Kühlen von Nutzräumen insbesondere Fahrzeugen, beispielsweise
mit einem Verbrennungsmotor zusammenarbeitende Klimaanlagen, mit einem primären Kühlkreislauf und einem sekundären
Heizungswärmetauscherkreislauf, vorzugsweise einem Thermostaten im primären Kreislauf und einer Motorpumpe.
Es sind Kühlmittel- insbesondere Wasser-Kreisläufe der eingangs geschilderten Art bei Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen der
Heizungswärmetauscher an den Kühlwasser-Vorlauf und Kühlwasser-Rücklauf angeschlossen ist. Zur Regelung der Durchflußmenge
dient ein Ventil, wobei dieses abhängig von der Motordrehzahl ist. Eine zufriedenstellende Funktion wird jedoch nur dann erreicht,
wenn von der Pumpe des Motors bei jedem Betriebszustand genügend Kühlmittel gefördert wird.
Bei einer anderen bekannten Ausführungsform ist im Kühler-Vorlauf
eine Umschaltklappe vorgesehen, an die der Heizungswärmetauscher angeschlossen ist. Hierbei ist der für den Heizungswärmetauscher zur Verfügung stehende Durchfluß ebenfalls abhängig
von der Mofcordrehzahl.
Zum Kühlen des Nutzraumes wird parallel zum Heizkreislauf ein Kühlkreislauf verwendet, der über einen mit einem Gebläse ver-
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sehenen separaten Wärmetauscher, vorzugsweise Verdampfer, die
Kühlung bewirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreislauf der eingangs erläuterten Art so auszubilden, daß der Durchfluß
durch den Heizungswärmetauscher unabhängig von der Motordrehzahl ist, die Wassereintrittstemperatur möglichst hoch und gleichzeitig
konstant ist und zum Heizen und Kühlen eines Nutzraumes nur ein Wärmetauscher benötigt wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß im Sekundärkreislauf eine Zusatzpumpe angeordnet
und daß in die Verbindungsleitungen zum Primärkreislauf ein Mehrwegemischventil eingeschaltet ist.
Durch die Zusatzpumpe wird im Sekundärkreislauf ein konstanter Mengenstrom sichergestellt.
Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe besteht darin, daß im Sekundärkreislauf eine Zusatzpumpe angeordnet ist und die Verbindung
von Primär- und Sekundärkreislauf druckneutral, vorzugsweise über eine hydraulische Brücke, erfolgt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Zusatzpumpe motordrehzahlunabhängig elektrisch angetrieben.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zur Kühlung des Sekundärkreislaufes ein Wärmetauscher, vorzugsweise
Verdampfer einer Kälteanlage, eingebaut.
In vorteilhafter Weise wird die Zulauftemperatur des Klimatisierungswärmetauschers
über ein Drei-Wege-Ventil gesteuert oder geregelt.
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In vorteilhafter Weise kann parallel zum Heizungswärmetauscher eine zweite Zusatzpumpe geschaltet sein.
In vorteilhafter Weise wird die Zulauftemperatur des Klimatisi'erungswärmetauschers
durch eine zweite Pumpe geregelt, deren Liefermenge gesteuert wird, vorzugsweise über eine Drehzahlimpulssteuerung.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dann, wenn eine an sich bekannte hydraulische Brücke verwendet wird.
Dabei sind vorteilhafterweise die Anschlüsse des Heizungskreislaufes im neutralen Bereich der hydraulischen Brücke vorgesehen,
während im Heizungswärmetauscher-Vorlauf ein Drei-Wege-Ventil angeordnet ist. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel
ist der Mengenstrom durch den Klimatisierungswärmetauscher von der Motordrehzahl völlig unabhängig.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die hydraulische Brücke im
Motorkühler-Vorlauf angeordnet ist.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel de !^Erfindung ist anstelle
des Drei-Wege-Ventils parallel zum Heizungswärmetauscher eine zweite Zusatzpumpe geschaltet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Zeichnungen, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellea.
Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Vier-Wege-Mischventil,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit einer hydraulischen Brücke, von der je ein Zweig im Kühler-Vorlauf und im Kühler-Rücklauf
angeordnet ist,
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Pig. j5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die hydraulische Brücke
im Kühler-Vorlauf angeordnet ist, und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer zweiten Zusatzpumpe.
Ein erfindungsgemäßer Kreislauf nach dem ersten Ausführungsbeispiel
enthält eine Wärmequelle, z. B. einen Verbrennungsmotor 1 mit einem primären Kühlkreislauf, in dem über einen Kühler-Vorlauf
ö ein Kühler 4 angeschlossen ist, und im Kühler-Rücklauf eine Motorpumpe 2 vorgesehen ist. Bekannterweise ist im Vorlauf
ein thermostatischer Regler 3 vorgesehen, der in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur eine Kurzschlußleitung Io bzw. einen
By-Pass steuert. Erfindungsgemäß ist im sekundären Heizungskreislauf ein Vier-Wege-Mischventil 21 vorgesehen, das einerseits
am Kühler-Vorlauf 8 und andererseits am Kühler-Rücklauf 9 angeschlossen ist. Die weiteren zwei Anschlüsse führen zu einem
Heizungswärmetauscher 11, wobei im Vorlauf eine Zusatzpumpe 12 angeordnet ist. Die Motorpumpe 2 wird dabei in bekannter Art
direkt oder über zusätzliche Antriebsmittel vom Motor 1 drehzahlabhängig betrieben.
Die Zusatzpumpe 12 wird elektrisch, vorzugsv/eise impulsartig, angetrieben. Dadurch wird erreicht, daß der Wärmetauscher 11
weitgehend unabhängig von der Motordrehzahl mit großer Menge durchströmt wird, so daß sich über den Querschnitt des Wärmetauschers
11 im Luftstrom eines Gebläses 19 gleichmäßige Temperaturen einstellen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist anstelle des Vier-Wege-Mischventils
eine an sich bekannte hydraulische Brücke 14 vorgesehen. Dabei sind wiederum zwei Anschlüsse der hydraulischen
Brücke im Kühler-Vorlauf bzw. Kühler-Rücklauf angeschlossen,
während die beiden anderen Anschlüsse der Brücke 14
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mit dem Wärmetauscher 11 verbunden sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Durchflußmenge durch den Wärmetauscher 11 von
der Motordrehzahl vollständig unabhängig. Mit Hilfe eines Drei-Wege-Ventils 15 kann ein Verdampfer 18 einer air-conditioning-Anlage
in den sekundären Heizungsmittelkreislauf eingeschaltet sein. Die Luftaustrittstemperatur-aus dem Wärmetauscher 11 kann
durch Mischen des Teilstromes 22 hinter der Zusatzpumpe 12 mit einem Zulauf 23* der über die hydraulische Brücke 14 mit dem
Primärkreislauf verbunden ist, erfolgen.
In Pig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die
air-conditioning-Anlage vollständig eingezeichnet ist. Die Verbrennungskraftmaschine
1 treibt in bekannter Weise über eine Visko· kupplung 7 einen Lüftermotor 6 mit Lüfter 5 hinter dem Kühler
Vor dem Kühler 4 ist zweckmäßigerweise ein Kondensator 15 vorgesehen, der über einen Flüssigkeitsbehälter 16 an einen Verdampfer
18 angeschlossen ist. Andererseits ist der Kondensator über eine Kältemittelleitung an eine Kältemittelpumpe 17 angeschlossen,
die wiederum mit dem Verdampfer l8 verbunden ist. Die Kältemittelpumpe 17 wird im allgemeinen von der Verbrennungskraftmaschine
1 angetrieben. Hinter dem Heizungswärmetauscher ist, wie auch bei allen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen,
ein Gebläse I9 angeordnet. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die hydraulische Brücke in den Kühlwasser-Vorlauf eingeschaltet.
Eine Auswahl zwischen den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und Fig. 3 wird nach den jeweils vorhandenen Einbaumöglichkeiten
vorgenommen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zeigt eine Abwandlung, bei der eine zweite Zusatzpumpe 2o das Drei-Wege-Ventil Ij5 ersetzt.
Dazu muß die Zusatzpumpe 12 mengengesteuert, vorzugsweise über eine Drehzahlimpulssteuerung, betrieben werden. Die Null-Punkt-
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Drift der hydraulischen Brücke hat einen vernachlässigbaren Einfluß.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle Teil- und
Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale.
- Ansprüche -
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Claims (9)
1.1 Kühlmittelkreislauf für rait einem Verbrennungsmotor zusammenarbeitende
Klimaanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem primären Kühlerkreislauf und einem sekundären Heizungswärmetauscherkreislauf,
vorzugsweise einem Thermostaten im primär en Kreislauf und einer Motorpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß
im Sekundärkreislauf eine Zusatzpumpe angeordnet und daß in die Verbindungsleitungen zum Primärkreislauf ein Mehr-Wege-Mischventil
eingeschaltet ist.
2. Kühlmittelkreislauf für mit einem Verbrennungsmotor zusammenarbeitende
Klimaanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem primären Kühlerkreislauf und einem sekundären Heizungswärmetauscherkreislauf,
vorzugsweise einem Thermostaten im primären Kreislauf und einer Motorpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß
im Sekundärkreislauf eine Zusatzpumpe angeordnet ist und die Verbindung von Primär- und Sekundärkreislauf druckneutral, vorzugsweise
über eine hydraulische Brücke, erfolgt.
3. Kreislauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zusatzpumpe motordrehzahlunabhängig elektrisch angetrieben ist.
4. Kreislauf nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Kühlung des Sekunöärkreislaufes ein Wärmetauscher,
vorzugsweise Verdampfer einer Kälteanlage, eingebaut ist.
5. Kreislauf nach Anspruch 1 bzw. 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zulauftemperatur des Klimatisierungswärmetauschers über ein Drei-Wege-Ventil gesteuert oder geregelt
wird.
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6. Kreislauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zum Heizungswärmetauscher eine zweite Zusatzpumpe geschaltet ist.
7. Kreislauf nach Anspruch 1 bzw. 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelung der Zulauftemperatur des Klimatisierungswärmetauschers über eine zweite Pumpe erfolgt, deren
Liefermenge gesteuert wird, vorzugsweise über eine Drehzahlimpulssteuerung
.
8. Kreislauf nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anschlüsse des Heizungskreislaufes im neutralen Bereich der hydraulischen Brücke liegen,
9. Kreislauf nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß
die hydraulische Brücke Im Motorkühlkreis-Vor»lauf
angeordnetist.
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