DE2204950A1

DE2204950A1 - Kuehlaggregat mit umlaufender kompressorkondensator-verdampfer-einheit und solekuehlung

Info

Publication number: DE2204950A1
Application number: DE2204950A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Hintze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-03
Filing date: 1972-02-03
Publication date: 1973-08-09
Also published as: JPS4887535A; JPS5131662B2

Description

Kühlaggregat mit umlaufende r Kompressor- Kondensator-Verdampfe r- Einheit und Solekühlung.
Zusatz zur Patentanmeldung P 20-01 421.5-21 In der Hauptanmeldung wird ein Kühlaggregat mit umlaufender Kompressor-Kondens ato r- Ve rdampfe r- :Einheit beansprucht, welche zur Klimatisierung des Innenraumes von Kraftfahrzeugen dienen soll, wobei der mit dem Kompressor und dem Kondensator um die feststehende Kurbelwelle umlaufende Verdampfer die zu kühlende Luft aus dem Fahrzeuginneren in den rotierenden Verdampfer hineinsaugt und diese abgekühlt wieder zurückführt.
In dem Bestreben, solche Klimaaggregate weiter zu verbilligen bzw. sie mit dem im Fahrzeug bereits vorhandenen Heizsystem zu kombinieren, wird das gemäß der Hauptanmeldung umlaufende KompressorKondensator-Ver dampfer-Aggregat in den Kuhlwasserkreislauf des Fahrzeugmotors eingebaut. Dabei wird außer dem im Winter für die Heizung des Fahrzeugs bestimmten Wärmetauscher auch die gesamte übrige Einrichtung dieses Heizsystems mitverwendet, also auch das Heizgebläse und sämtliche der Luftverteilung dienende Kanäle, Luftführungsklappen und alle übrigen Regeleinrichtungen. Die im Winter zum Heizen dienende Flüssigkeit zur Kühlung des Fahrzeugmotors wird dabei als Kühlsole verwendet, die von dem rorotierenden Verdampfe r der umlaufenden Kompressor-Kondensator- Ve rdampfer-Einheit sowohl abgekühlt als auch umgepumpt wird. Dabei werden die der sommerlichen Abschaltung des Heizkreislaufes dienenden Absperr- bzw.
Umschaltventile benutzt, um in üblicher Weise dieses Flüssigkeitsheizsystem vom Kühlwasserkreislauf des Fahrzeugmotors zu trennen und gleichzeitig mit dem rotierenden Verdampfer zu verbinden, der beim Einschalten des rotierenden Klimasystems als selbständiger und vom Fahrzeugmotor-Kühlsystem getrennter Solekreislauf die Kühlung des Fahrzeuginneren mit der gleichen Einrichtung übernimmt, die ini Winter zum heizen dient. Dabei übernimmt das üblicherweise dem Kühlwasser für den Fahrzeugmotor zugesetzte Frostschutzmittel die Aufgabe der bei großen Klimaanlagen verwendeten Kühlsole, sodaß der der Kühlung des Fahrzeuginneren dienende Flüssigkeitsumlauf auch Temperaturen unter dem Gefrierpunkt annehmen kann, soweit diese ohne äußeres Vereisen des nun der Kühlung dienenden W ärmetauschers verwendet werden können.
Im folgenden sind die Vorzüge der Erfindung zusammengefaßt: Die Verwendung der umlaufenden Kompressor-Kondensator Verdampfer-Einheit der Hauptanmeldung P 20 01 421.5-21 als Solekühler und gleichzeitig Solepumpe, sowie der Einbau dieses Systems in den der Heizung des Fahrzeugs dienenden Fltissigkeitsumlauf erspart sämtliche bisher für die Fahrzeugkühlung erforderlichen zusätzlichen Gebläse und Luftführungen sowie Regeleinrichtungen. Das in jedem Fahrzeug mit flüssigkeitsgekiihltem Antriebsmotor vorhandene Heizsystem für das Zip wageninnere wird der Erfindung entsprechend nunmehr auch für die Kühlung des Fahrzeuginneren verwendet. Weiteres ergibt sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und der Zeichnung.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch das um seine feststehende Achse rotierende Kompressor-Kondensator- Verdampfer-Aggregat mit dem als Solekühler ausgebildeten und außerdem als Solepumpe arbeitenden Verdampfer. Figur 2 zeigt schematisch den Einbau dieses umlaufenden Sole kühlers in das vorhandene übliche Heizsystem eines Fahrzeugs mit flüssigkeitsgekühltem Antriebsmotor.
In Fig. 1 ist 1 der um seine feststehende Kurbelwelle 2 umlaufende doppelt wirkende Fichubkolbenkompressor, der mit dem Veiflüssiger 3 un(l dem Veidampfer 4 zum vollständigen Kühlsystem verbunden rutiert. Das verflüssigte Kältemittel wird in bekannter Weise beispielsweise durch eirl Kal,illarroht 5 dem Verdampfer 4 zugeführt, der aus einer in Walzenform gewickelten kontinuierlichen Rohrschlange besteht, die bei 6 in die 5augschlitze des Kompressors einmündet.
Der walzenförmig und konzentrisch angeordnete Verdampfer 4 wird durch die Stützspiralen 7 und 8 in seiner konzentrischen Lage gehalten, wobei diese wie eine arcllimedische Spirale gewundenen Stützen 7 und 8 dem Transport der Soleflüssigkeit durch den Verdampfer 4 und durch den Gesamtsolekreislauf des Kühlsystems dienen. Dabei erfolgt der Eintritt der angewärmten Sole in den Verdampfer bei 9 durch den Kanai 10, der mit der stationären Kurbelwelle 2 und der Endkapsel 11 des Außengehäuses 12 fest verbunden ist. Der feststehende Kanal 10 führt die Sole in den Innenraum des Verdampfers 4, wo sie von den inneren Stützspiralen 7 erfaßt und zum Ende des Verdaml)fers transportiert wird, wo sie durch die Zentrifugalkraft in den äußeren Ringraum des Verdampfers 4 befördert und mittels der entgegengesetzt spiraligen Rippen 8 auf dem größeren Verdampferdurchmesser zurückbefördert wird, wo sie in die stationäre Öffnung 13 des Rückführkanales 14 gedrückt wird und bei 15 nunmehr abgekühlt wie der austritt. Der rotierende Verdampfer 4 ist mit seinen Stützspiralen 7 und 8 in den aus wärmedämmenden Werkstoff bestehenden Solebehälter 36 eingebaut, der beim Umlauf um das Doppelrohr 9 und 15 mittels der Stopfbuchse 37 abgedichtet ist.
In Fig. 2 ist das vorbeschriebene Klimaaggregat mit 16 bezeichnet. Es wird in üblicher beize durch einen Keilriemen 17 von dem Fahrzeugmotor 18 angetrieben, der seine Abwärme über die Kühlwasserschläuche 19 und 20 dem Wärmetauscher 21 und damit der Umgebungsluft abgibt.
In bekannter \çeise ist an dieses Kühlsystem für den Fahrzeugmotor über die Schläuche 22 und 23 das Heizsystem für das Fahrzeuginnere angeschlossen. Dieses Heizsystem, das im Somtner durch die Ventile 24 und 25 vom Fahrzeukühlsystem getrennt werden kann, besteht aus dem Wärmetauscher 26 durch welchen die zu erwärnlende Luft mittels des Ge-I)läses 27 llindurcllge£üllrt wirtl, wobei dieses Gebläse in ebenfalls bekanner Weise mit verschiedenen Leistungsstufen ausgerüstet ist. Beispielhaft für verschiedene mögliche Luftführungen ist der Lufteintritt zum Wärmetauscher bei 28 und 29 dargesteltt, während der Austritt bei 30 und außerdem bei oen seitlichen Düsen 31 und a2 erfolgen kann. während die Eiteliung der Ventile 24 und 25 für die Heizperiode den angedeuteten Positionen 33 und 34 entspücht, befindet sie sich bei der Kühlperiode in der im Systemeinbau dargestelllen Position, welche den Kreislauf der Kühlung des Fahrzeugmotors vom Heizungskreislauf trennt und gleichzei ti g eine Verbindung 7wischen dem der Fahrzeugklimatisierung dienenden Wärmetauscher 26 und dem Kühlsystem 16 herstellt.
Diescs ist mittels der wärmeisolierteu.'chluche 35 und 36 mit dem Wärmetauscher 26 zu einem geschlossenen Kreislauf verbunden, ohne von dem nunmenr selbständigen Kühlsystem für den Fahrzeugmotor 18 beeinflußt zu werden. Das üblicherweise mit Frostschutzmittel angereicherte Kühlwasser erfüllt nunmehr die Aufgabe der Kühlsole, wie diese für große Klima- oder Kühlsysteme verwendet wird. Über den isolierten Schlauch 35 in die Leitung 9 und damit in den rotierenden Verdampfer gelangend, wird diese Kühlsole heruntergekühlt und über die Leitung 14 und 15 in die isolierte Schlauchleitung 36 dem Wärmeaustauscher 26 zurückgeführt.
Damit erfüllen nun sämtliche Bauteile des der Heizung des Fahrzeuginneren bestimmten Wärmetauschapparates nunmehr die Aufgabe der Fahrzeugkühlung, wobei die den Wärmetauscher 26 passierende Kühlsole jede auch unter null Grad Celsius liegende Temperatur annehmen kann, soweit die über den Wärmetauscher 26 geführte und abzukühlende Warmluft aus dem Fahrzeuginneren ein Vereisen des Wärmetauschers 26 zu verhindern vermag. Natürlich können alle dem Heizsystem zugeordneten Umlenk-oder Absperrklappen nun ebenso der Führung der gekühlten Luft in dem Fahrgastraum dienen. Lediglich zur Abführung des am Wärmetauscher sich ansammelnden Tauwassers ist ein zusätzlicher Abfluß vorzusehen.

Claims

Patentansprüche

1. Kühlaggregat mit umlaufender Kompre s £ r- Koi'densato r- Ve rüampferj Einheit nach Patentanmeldung P 20 01 421. 5-21 mit um eine feststehende Kurbelwelle 2 sich drehendem Kompressor 1 mit festverbundenen ebenfalls umlaufenden walzenförmigen Wärmetauschern 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mitdrehende Verdampfer 4 als Solekühler und Solepumpe ausgebildet ist.

2. Um eine feststehende Kurbelwelle rotierendes Kühlaggregat mit umlaufendem walzenförmigen Verdampfer 4 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer 4 durch spiralförmig angeordnete Rippen 7 und 8 abgestützt wird, welche die einfließende Kühlsole durch das Innere des Verdampfers transportieren und an der Außenwandung des Verdampfers zurückführen.

3 Um eine feststehende Kurbelwelle rotierendes Kühlaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer 4 als teildurchlässiger Walzenkörper ausgebildet ist, welcher der unter Einwirkung der Zentrifugalkraft stehenden Kühlsole den Durchtritt erlaubt.

4. Urn eine feststehende Kurbelwelle rotierendes Kühlaggregat nach Ansijruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb und außerhalb des Verdampfers 4 spiralförmig angeordneten und die Kühlsole transportierenden Rippen einen mitumlaufenden wärmeisolierten Solebehälter 36 abstützen.

5. Um eine feststehende Kurbelwelle rotierendes Kühlaggregat nach Anapruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem mitumlaufenden Solebehälter 36 die Kühlsole in den inneren Teil des Verdampfers 4 durch einen mit der Kurbelwelle 2 fest verbundenen Rohrkanal 10 zugeführt und nach Durchfließen auch des äußeren Verdampferteiles durch einen ebenfalls feststehenden Rohrkanal 14 dem Wärmetauscher 26 abgekühlt wieder zugeführt wird.

(i. Um eine feststehende Kurbelwelle rotierendes Kühlaggregat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Zu- und Rückführung der Sole dienenden Rohre 10 und 14 zu einer die Kurbelwelle 2 verlängernden Einheit zusammengefaßt und nach außen vermittels einer Stopfbüchse 37 abgedichtet sind.

7. Um eine feststehende Kurbelwelle rotierendes Khlaggregat nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Kurbelwelle 2 und die der Zu- und Riickführung der Sole dienende ebenfalls feststehende Rohreinlleit 10 und 14 mit dem Gehäusedeckel 11 und dem das gesamte umlaufende System ums-hließenden Gehäuse 12 fest verbunden sind.

8. Um eine feststehende Kurbelwelle rotierendes Kühlaggregat nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Verdampfer abgekühlte Sole den für das Heizsystem des Fahrzeugs bestimmten Wärmetauscher 26 sowie dessen gesamten Flüs sigkeits'kreislauf, das Heizgebläse und die der Führung der klimatisierten Luft dienenden Einrichtungen verwendet.