DE2239297A1 - Kaelteanlage, insbesondere zur verwendung in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Kaelteanlage, insbesondere zur verwendung in einem kraftfahrzeug

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Description

R.1 O 2 t
Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
ROBERO? BOSCH GMBH, STUTTGART
Kälteanlage, insbesondere zur Verwendung; in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Kälteanlage, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, in der ein Kältemittel einen aus Kompressor, Kondensator, Wärmetauscher zur Unterkühlung des verflüssigten Kältemittels, Expansionsventil und Verdampfer "bestehenden Kreislauf durchläuft, wobei im Wärmetauscher der vom " Kompressor angesaugte Kaltdampf überhitzt wird»
·» 2 —
Robert Bosch GmbH Vo/Gü R. 1 0 2 1
Stuttgart
Eine derartige Kälteanlage ist ζ. B. im Handbuch der Kältetechnik von R. Plank,(Band III, Heidelberg, 1959, Seiten 34- f.) beschrieben. Bei dieser Kälteanlage wird der Kaltdampf nicht im Sättigungszustand, sondern überhitzt vom Kompressor angesaugt. Die überhitzung des Kaltdampfes wird in einem Wärmetauscher vorgenommen, der auf der anderen Seite das verflüssigte Kältemittel unterkühlt. Durch diese Unterkühlung des Kältemittels vor dem Expansionsventil vergrößert sich am Verdampfer der Kälteanlage die Kälteleistung. Allerdings steigt mit zunehmender Überhitzung des vom Kompressor angesaugten Kaltdampfes auch die Verdichtungsendtemperatur. Diese darf jedoch einen bestimmten Wert, der etwa bei 150 °C liegt, nicht übersteigen. Bei höheren Verdichtungsendtemperaturen würde nämlich das in der Kälteanlage zur Schmierung des Kompressors verwendete, teilweise im Kältemittel gelöste öl verkoken. Das Schmiermittel würde seine Schmiereigenschaften verlieren und ein baldiger Ausfall des Kompressors wäre die Folge. Wird die Kälteanlage etwa in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, wie z. B. in der US-PS 2 893 700 beschrieben, so müssen die das Kältemittel führenden Rohrleitungen zum Teil von Schläuchen gebildet werden. Übersteigt also die Verdichtungsendtemperatur den obengenannten Wert, so wurden die erwähnten Schläuche derart angegriffen werden, daß sie letzten Endes sogar brechen könnten.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Kälteanlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die Verwendung normaler Schmiermittel und die Verwendung von Gummi- bzw. Kunststoffschläuchen als Leitung für das Kältemittel gestattet.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Verdichtungsendtemperatur auf einen, insbesondere von Werkstoffkonstanten des in der Anlage verwendeten Schmiermittels und/oder einer das Kältemittel führenden Rohrleitung bestimmten Endwert begrenzt ist. .
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Robert Bosch GmbH . Vo/Gü R. * ° 2 '
Stuttgart
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Begrenzung der Verdichtungsendtemperatur dadurch erreicht wird, daß der Wärmetauscher durch ein Wegeventil ab- und zuschaltbar ist, welches von einem Temperaturfühler gesteuert ist, der direkt hinter dem Kompressor im Kältemittelkreislauf angeordnet ist»
Andererseits ist es aber auch sehr vorteilhaft, wenn die Begrenzung der Verdichtungsendtemperatur dadurch erreicht wird, daß. zwischen dem Kondensator und dem Wärmetauscher eine den Verdampfer überbrückende Kältemittelleitung abzweigt, in die ein zweites thermostatisches Expansionsventil geschaltet ist, das von einem Temperaturfühler gesteuert ist, der direkt hinter dem Kompressor im Kältemittelkreislauf angeordnet ist ο
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kälteanlage und in Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kälteanlage.
Die in Fig. 1 dargestellte Kälteanlage bildet für das darin enthaltene Kältemittel einen Kreislauf. In diesem ist ein Kompressor 1 angeordnet, dessen Ausgangsseite mit einem Kondensator 2 verbunden ist. Der Ausgang des Kondensators 2 wiederum ist über einen inneren Wärmetauscher $ und über ein Expansionsventil 4-mit einem Verdampfer 5 verbunden. Am Ausgang des Verdampfers 5 ist ein 3/2-Wegeventil 6 angeordnet. Der eine Ausgang des Wegeventils 6 ist mit einer Druckleitung 7 verbunden, die zu dem
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Robert Bosch GmbH Vo/Gii EJ ° 2 '
Stuttgart
inneren Wärmetauscher 3 geführt ist. Der zweite Ausgang des Wegeventils 6 ist mit einer den inneren Wärmetauscher 3 überbrückenden Druckleitung 8 verbunden. Die Druckleitung 8 und die durch den inneren Wärmetauscher 3 geführte Druckleitung 7 münden beide in die Ansaugleitung des Kompressors 1.
Direkt hinter den Kompressor 1 ist in den Kältemittelkreislauf, d. h. in die vom Verdichter 1 zum Kondensator 2 führende Druckleitung ein Temperaturfühler 9 angeordnet, der das 3/2-Wegeventil 6 steuert. Das Expansionsventil 4- ist verbunden mit einem Temperaturfühler 10, der am Ausgang des Verdampfers 5 angeordnet ist, Z. B. bei 20, 21 sind Kunststoffleitungen angeordnet.
Die Funktion der Kälteanlage ist folgendermaßen: Der von einem nicht dargestellten Motor angetriebene Kompressor 1 - im Kraftfahrzeug könnte der Kompressor etwa mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden sein - saugt Kaltdampf an, verdichtet und erwärmt ihn dadurch. Das erwärmte Kältemittel wird im Kondensator gekühlt und dadurch verflüssigt. Das nunmehr verflüssigte Kältemittel strömt durch den inneren Wärmetauscher 3 und wird dort je nach Stellung des 3/2-Wegeventils 6 unterkühlt und strömt dann dem Expansionsventil 4 zu, wo es vom Kondensator auf den Verdampferdruck entspannt wird. Mit dem geringen Druck tritt es in den Verdampfer ein und verdampft hier, indem es seiner Umgebung Wärme entzieht. Diese Wärmeaufnahme bei der Verdampfung stellt die Kälteleistung der Kälteanlage dar. Aus dem Verdampfer wird das Kältemittel wiederum vom Kompressor 1 abgesaugt. Dabei wird es je nach Stellung des 3/2-Wegeventils 6 durch den inneren Wärmetauscher 3 geführt, in dem ein Wärmeübergang in dem Sinne stattfindet, daß der vom Kompressor angesaugte Kaltdampf überhitzt wird. Die Unterkühlung des Kältemittels im inneren Wärmetauscher 3 bedingt eine größere Überhitzung des Kältemittels am
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Robert Bosch GmbH Yo/Gü rJ P 2
Stuttgart
Eingang des Verdichters Λ\ wodurch letztlich natürlich auch die Verdichtungsendtemperatur ansteigt. Übersteigt diese jedoch den am Temperaturfühler 9 eingestellten Wert, so verstellt dieser das 3/2-Wegeventil 6 in dem Sinne, daß der'aus dem Verdampfer kommende Kaltdampf in die den inneren Wärmetauscher 3 überbrükkende Druckleitung 8 geleitet wird. Dadurch, daß der Kaltdampf jetzt nicht mehr durch den inneren Wärmetauscher 3 geführt wird, sinkt die Temperatur des vom Kompressor angesaugten Kaltdampfes ab. Als Folge davon wird auch wieder die Verdichtungsendtemperatur unter den am Temperaturfühler 9 eingestellten Wert abfallen, so daß der vom Verdampfer 5 kommende Kaltdampf wieder über den inneren Wärmetauscher 3 geführt werden kann, wodurch die Kälteleistung der Kälteanlage wieder erhöht werden kann.
Die in Fig. 2 dargestellte Kälteanlage hat ebenfalls einen Kompressor 11, einen Kondensator 12, einen Wärmetauscher 13, ein Expansionsventil 14· und einen Verdampfer 15· Zwischen dem Kondensator 12 und dem Wärmetauscher 13 zweigt eine den Verdampfer 15 überbrückende Kältemittelleitung 16 ab, in die ein zweites thermostatisches Expansionsventil 17 geschaltet ist. Dieses Expansionsventil 17 ist mit einem Temperaturfühler 18 verbunden, der direkt hinter dem Kompressor 1 in die zum Kondensator 12 führende Kältemittelleitung angeordnet ist.
Die Funktion dieses zweiten Ausführungsbsispiels einer Kälteanlage entspricht im wesentlichen der Funktion des zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiels. Übersteigt infolge einer zu großen Überhitzung des. vom Kompressor 1 angesaugten Kaltdampfes die Verdichterendtemperatur den am Temperaturfühler 18 eingestellten Wert, so bewirkt dieser, daß über das zweite thermostatische Expansionsventil 17 zusätzlich Kältemittel in die Saugleitung eingespritzt wird, wodurch die au hohen Überhitzungstemperaturen am Verdichtereingang herabgesetzt werden. Als Folge
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Robert Bosch GmbH Vo/Gü R. M 2 1
Stuttgart
davon wird schließlich auch wieder die Verdichterendtemperatur auf den am Temperaturfühler 18 eingestellten Wert abfallen.
409808/0195

Claims (1)

  1. Robert Bosch GmbH Vo/Gü R. 10
    Stuttgart - -
    Ansprüche
    Kälteanlage, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, in der ein Kältemittel einen aus Kompressor, Kondensator, Wärmetauscher zur Unterkühlung des verflüssigten Kältemittels, Expansionsventil und Verdampfer bestehenden Kreislauf durchläuft, wobei im Wärmetauscher der vom Kompressor
    angesaugte Kaltdampf überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsendtemperatur auf einen, insbesondere
    von Werkstoffkonstanten des in der Anlage.verwendeten Schmiermittels und/oder einer das Kältemittel führenden Rohrleitung bestimmten Endwert begrenzt ist.
    2. Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (3) durch ein Wegeventil (6) ab- und zuschaltbar ist.
    3. Kälteanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (6) von einem Temperaturfühler (9) gesteuert ist, der direkt hinter dem Kompressor (1) im Kältemittelkreislauf angeordnet ist. ·
    409808/-Q 195
    Robort Bosch GmbH Vo/Gü H.I O 2
    Stuttgart
    1V. Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kondensator (12) und dem Wärmetauscher (15) eine den Verdampfer (15) überbrückende Kältemittelleitung (16) abzweigt, in die ein zweites thermostatisches
    Expansionsventil (17) geschaltet ist.
    5. Kälteanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Expansionsventil (17) von einem Temperaturfühler (18) gesteuert ist, der direkt hinter dem Kompressor (11) im Kältemittelkreislauf angeordnet ist.
    '09808/0195
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