DE3215141C2

DE3215141C2 -

Info

Publication number: DE3215141C2
Application number: DE3215141A
Authority: DE
Inventors: Chikashi Kohzuma; Hiroshi Shizuoka Jp Yuyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1987-10-22
Also published as: JPS57184867A; US4441331A; DE3215141A1; JPS614017B2; US4457137A; US4482008A; CA1177268A; CA1177267A; AU538657B2; AU8297782A; JPS57175858A

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage zum Heizen und Kühlen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der im Heizbetrieb eine Fremdheizung verwendet wird.

Klimaanlagen unter Verwendung von Luft als Wär mequelle bieten im allgemeinen verschiedene Vorteile dahingehend, daß sie sicher im Betrieb sind, der Ener gienutzungsgrad hoch ist, sowie Kühlen und Heizen mit ein und demselben Gerät erfolgen kann. Nachteilig ist jedoch bei derartigen Klimaanlagen, daß bei einem Ab sinken der Außenlufttemperatur die Heizleistung ab nimmt und dadurch die gewünschte Heizleistung nicht erreicht wird. Weiterhin können verschiedene Störun gen aufgrund von Reifniederschlag auf dem Verdamp fer auftreten. Klimaanlagen, bei denen eine Fremdhei zung in Form einer zusätzlichen Verbrennungseinrich tung für flüssige Brennstoffe, Stadtgas oder dergleichen vorgesehen und mit einer Kälteanlage zusammengefaßt ist, sind zwar nicht mit den genannten Nachteilen der Klimaanlagen behaftet, sie haben jedoch sehr hohe In vestitionskosten.

Als Kühl- und Heizgerät, das besten Nutzen aus den beiden genannten Arten von Klimaanlagen zieht, wurde in jüngster Zeit eine Anlage vorgeschlagen, bei der im Kühlbetrieb ein Kältemittel von einem Verdichter bzw. Kompressor zu einem außenraumseitigen Wärmetau scher (zweiten Wärmetauscher), einem Druckminderer, einem innenraumseitigen Wärmetauscher (ersten Wär metauscher) und zurück zum Kompressor umgewälzt wird, während im Heizbetrieb das Kältemittel vom Kompressor zum innenraumseitigen Wärmetauscher, zu einem außenseitigen dritten Wärmetauscher (Kälte mittelerhitzer) mit einer zusätzlichen Fremdheizung, und zurück zum Kompressor umgewälzt wird, um eine Raumheizung zu bewirken.

Fig. 1 veranschaulicht einen derartigen Kältemittel kreis. Im Kühlbetrieb wird ein vom Kompressor 1 gelie fertes Kältemittel über ein Vierwegeumschaltventil 2 zu einem im Freien befindlichen außenraumseitigen Wär metauscher 3 geleitet und in diesem kondensiert. Nach Durchlauf durch ein Rückschlagventil 4 wird der Druck des flüssigen Kältemittels durch einen Druckminderer 7 verringert, und das Kältemittel verdampft zur Raum kühlung in einem innenraumseitigen Wärmetauscher 9. Die Strömung des Kältemittels wird wiederum durch das Vierwegeumschaltventil 2 zum Kompressor 1 zu rückgeführt.

Im Heizbetrieb wird der Kältemittelkreislauf mittels des Vierwegeumschaltventils 2 wie folgt umgeschaltet bzw. umgesteuert:
Zunächst wird das eine hohe Temperatur besitzende Kältemittel im innenraumseitigen ersten Wärmetau scher 9 kondensiert, worauf das flüssige Kältemittel über ein Rückschlagventil 8 einer Bypass-Leitung gelei tet wird, die parallel zum Druckminderer 7 vorgesehen ist. Weiterhin wird das Kältemittel über ein Rückschlag ventil 6 und einen Kältemittelerhitzer 4 umgewälzt. Nach der Erwärmung und Verdampfung im Erhitzer 4 strömt das Kältemittel wieder über das Vierwegeum schaltventil 2 zum Kompressor 1.

Weiterhin ist eine Bypass-Leitung 10 mit einem Ma gnetventil 11 zur Verbindung von Druck- und Ansaug seite des Kompressors 1 vorgesehen. Der Bypass 10 arbeitet wie folgt:
Wenn im Kühlbetrieb die erforderliche Kühlleistung niedrig ist, wird das Ventil 11 geöffnet, wobei Kältemit tel von der Druckseite des Kompressors teilweise zur Saugseite zurückströmt. In der Heizbetriebsart, speziell in deren Anfangsphase, wird das Ventil 11 solange of fengehalten, bis die Temperatur des Kältemittels, wel ches durch die Fremdheizung im Erhitzer oder dritten Wärmetauscher erwärmt wird, etwa konstante Tempe raturwerte erreicht hat. Bei einer weiteren Anwen dungsart wird bei geringer Heizleistung zum selben Zweck wie im Kühlbetrieb das Ventil 11 geöffnet und rechtzeitig die Heizleistung des Kältemittelerhitzers verringert, so daß dadurch eine bestimmte Heizleistung eingestellt werden kann.

Bei der Verwendung einer Fremdheizung, die eine höhere Temperatur als die der Außenluft liefert, wird jedoch bei der bisherigen Anlage durch den außenseiti gen Wärmetauscher Wärme zur kühleren Außenluft ab gestrahlt, wodurch der Wirkungsgrad herabgesetzt wird. Als Maßnahme zur Beseitigung dieses Nachteils wird der außenraumseitige Wärmetauscher im Heizbe trieb vollständig mit flüssiger Phase gefüllt, um die Wär meabstrahlung möglichst weitgehend auszuschalten. Da jedoch dabei der außenraumseitige Wärmetauscher komplett mit Kältemittelflüssigkeit gefüllt sein muß, wird die für den Kreislauf erforderliche Kältemittel menge sehr groß, wodurch sich im Kühlbetrieb der Nachteil ergibt, daß der Kompressor für die Einleitung der Kühlbetriebsart schwer anzufahren ist.

Im folgenden ist die obige Klimaanlage hinsichtlich ihrer Wirkungsweise anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kältemit telskreislaufs bei einer bekannten Klimaanlage mit Käl temittelerhitzer.

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Betriebs-Kenn linien der bekannten Klimaanlage.

Wenn bei diesem herkömmlichen Kältemittelkreis lauf mit einem Kältemittelerhitzer gem. Fig. 1 die Er wärmung des Kältemittels zum Zeitpunkt t _0′ mit dem Anfahren des Kompressors zu Beginn des Heizbetriebs t ₀ eingeleitet wird, folgt die Anlage dem in Fig. 2 darge stellten Temperaturverlauf. lm Heizbetrieb ist die Tem peratur der Außenluft niedrig. Aufgrund dessen sam melt sich zum Zeitpunkt t ₁, bei dem die Erwärmung einsetzt, das Kältemittel im mit der Außenseite in Ver bindung liegenden Kältemittelkreis, insbesondere im außenraumseitigen Wärmetauscher sowie im Kältemit telerhitzer. Aufgrund dieser ungleichmäßigen Vertei lung des Kältemittels in der Klimaanlage wird bei der Erwärmung des Kältemittels eine relativ lange Zeit spanne bis zum Erreichen einer nahezu konstanten Temperatur am Ausgang des dritten Wärmetauschers gemäß Fig. 2 benötigt. Insbesondere bei einer Fremd heizung, welche mit Stadtgas, Kerosin oder dergleichen betrieben wird, ist eine Regelung der Heizleistung be sonders schwierig. Erreicht das vom Kältemittelerhitzer erhitzte Kältemittel eine vorgegebene Solltemperatur zum Zeitpunkt T ₃, wird die Fremdheizung bei kontinu ierlichem Betrieb des Kompressors abgeschaltet, wor auf die Temperatur des Kältemittels am Ausgang des dritten Wärmetauschers wieder abnimmt. Erreicht die Kältemitteltemperatur zum Zeitpunkt t ₄ einen unteren Sollwert, wird durch erneutes Anschalten der Fremdhei zung die Kältemittelerwärmung wieder eingeleitet, worauf die Temperatur des Kältemittels am Ausgang des dritten Wärmetauschers schnell wieder ansteigt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wie derholen sich jedoch die Ein/Ausschaltvorgänge der Fremdheizung bis zum Erreichen des Zustandes einer nahezu konstanten Kältemitteltemperatur häufig. Es ist dadurch eine lange Zeitspanne bis zum Einsetzen einer Erwärmung eines Raums erforderlich, und der Nachteil der schlechten Heizleistung bei niedriger Temperatur der Außenluft, welcher den bisherigen Klimaanlagen ohne Fremdheizung zu eigen war, kann auf diese Weise nicht zufriedenstellend kompensiert werden.

In dem JP-Abstract 54-15 550 ist eine vergleichbare Klimaanlage mit einem Kältemittelerhitzer beschrie ben. Hierbei ist zur Verhinderung eines ungewünschten Druck- bzw. Temperaturanstiegs während des Aufhei zens eine Steuereinheit vorgesehen, welche die Heizlei stung der Fremdheizung in Abhängigkeit des an der Druckseite des Kompressors mittels einem Meßfühler ermittelten Kältemitteldrucks steuert. Eine derartige druckabhängige Steuerung der Fremdheizung gewähr leistet jedoch in keiner Weise ein rasches Erreichen ei ner konstanten Kältemitteltemperatur.

Weiterhin ist aus dem US-Patent US-PS 33 08 877 eine Klimaanlage bekannt, die mit einem Heißwasser wärmetauscher kombiniert ist und zwischen der Saug- und Druckseite des Kompressors eine mit einem Ma gnetventil versehene Bypass-Leitung aufweist. Die Wir kung dieser Bypass-Leitung ist mit der Erfindung jedoch nicht vergleichbar, da im Kühlbetrieb das Kältemittel bei geschlossenem Magentventil bzw. geschlossener Bypass-Leitung vollständig über den Kompressor ge führt, wohingegen beim Heizbetrieb die Bypass-Leitung ständig geöffnet ist, und das Kältemittel, aufgrund seines von der Lage abhängigen Temperaturunterschiedes in der Klimaanlage im Heizbetrieb am Kompressor über den Bypass vorbei zirkuliert. Darüber hinaus weist diese Anlage eine durch die Verwendung von Wasser beding te nur sehr langsame Erwärmung des Kältemittels auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ei ne gewünschte stabile Temperatur des Kältemittels mit wesentlich weniger Schaltvorgängen als bisher zu errei chen. Darüber hinaus soll auch ein störungsfreies An fahren des Kompressors nach dem Umschalten zu Be ginn des Kühlbetriebes gewährleistet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Druck- und der Saugseite des Kom pressors eine Bypass-Leitung mit einem steuerbaren Überströmventil vorgesehen ist, welches zum entlaste ten Anfahren des Kompressors geöffent wird, daß im Heizbetrieb die Temperatur des Kältemittels am Aus tritt des dritten Wärmetauschers durch Ein- und Aus schalten der Fremdheizung geregelt wird, daß die Fremdheizung zwischen zwei Temperaturen dieser Käl temitteltemperatur ein- bzw. ausgeschaltet wird, daß im Heizbetrieb das Überströmventil zumindest anfänglich geöffnet ist, und daß bei einem Einschwingvorgang der zu regelnden Temperatur die Anzahl der Schaltvorgän ge der Fremdheizung dadurch verkürzt wird, daß das Überströmventil in Abhängigkeit der Temperatur am Austritt des dritten Wärmetauschers zeitweise ge schlossen wird. Als Überströmventil kann hierbei in vor teilhafter Weise ein Magnetventil verwendet werden. Die Zeitspanne in der das Überströmventil beim Ein schwingvorgang der zu regelnden Kältemitteltempera tur zu Beginn des Heizbetriebes geschlossen wird, wird erfindungsgemäß auf eine Zeitspanne festgelegt in wel cher die Temperatur des Kältemittels am Austritt des dritten Wärmetauschers einen stabilen Wert annimmt. Diese Zeitspanne beträgt bei spezieller Anwendung ca. 10 Minuten.

Die erfindungsgemäße Klimaanlage zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß die Druck- und Saugseite des Kompressors mit einem Vierwegeumschaltventil verbunden ist und entsprechend der Kühl- und der Heizbetriebsart umschaltbar ist, um die Strömungsrich tung des Kältemittelstroms je nach Betriebsart umzu schalten.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich darin aus, daß ein Meßelement zur Bestim mung der Kältemitteltemperatur am Austritt des dritten Wärmetauschers vorgesehen ist, wobei ein temperatur abhängiges Signal des Meßelements einer Steuereinheit zuführbar ist, daß jeweils in Abhängigkeit des tempera turabhängigen Signals der Kompressor und die Fremd heizung durch die Steuereinheit steuerbar ist, so daß die Bypass-Leitung bei Einleitung des Heizbetriebes geöff net ist, daß die Bypass-Leitung durch das Überström ventil geschlossen wird, wenn die gemessene Kältemit teltemperatur beim Aufheizen einen ersten Tempera tursollwert erreicht hat, und die Fremdheizung abge schaltet wird, wenn die gemessene Kältemitteltempera tur weiter auf einen zweiten Temperatursollwert ange stiegen ist. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß die Fremdheizung durch die Steuereinheit wieder eingeschaltet wird, wenn die gemessene Kältemittel temperatur auf einen dritten Temperatursollwert abge sunken ist, und das Überströmventil geöffnet wird, wenn die gemessene Kältemitteltemperatur auf einen vierten Temperaturwert, welcher unterhalb des dritten Tempe ratursollwertes liegt, abgesunken ist und einen weitge hend stabilen Wert erreicht hat.

Neben der Regelung der Kältemitteltemperatur zu Beginn des Heizbetriebes ist die erfindungsgemäße Kli maanlage zudem dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil zu Beginn des Kühlbetriebes für eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet wird. Die vorbe stimmte Zeitspanne beträgt in vorteilhafter Weise 1-2 Minuten.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Klimaan lage geschaffen, mit welcher es möglich wird, eine spe ziell zu Beginn des Heizbetriebes einzustellende stabile Kältemitteltemperatur unter weniger Schaltvorgängen wesentlich früher zur erreichen als bisher. Darüber hin aus erweist sich die Klimaanlage auch zu Beginn des Kühlbetriebes speziell nach dem Umschalten von Heiz auf Kühlbetrieb durch die Möglichkeit eines entlasten den Anfahrens des Kompressors als vorteilhaft.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Kältemit telkreislaufs bei einer Klimaanlage mit Merkmalen nach der Erfindung und

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Betriebs- Kennlinien der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit Fremdheizung.

Die Fig. 1 und 2 sind eingangs bereits erläutert wor den.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zunächst anhand der schematischen Dar stellung bzw. des Schaltbildes gemäß Fig. 3 erläutert.

Die Klimaanlage gemäß Fig. 3 umfaßt einen Kom pressor 21, ein Vierwegeumschaltventil 22, einen innen raumseitigen Wärmetauscher 23, einen außenraumseiti gen Wärmetauscher 24, der einen Wärmetausch mit der Außenluft mit Hilfe eines Gebläses 25 herbeiführt, so wie einen dritten Wärmetauscher 26 zum zusätzlichen Erwärmen des Kältemittels mit einer Fremdheizung et wa einem Brenner 27, auf eine höhere Temperatur als die der Außenluft.

Rückschlagventile 28 und 29 sind mit dem außen raumseitigen Wärmetauscher 24 und dem dritten Wär metauscher 26 in Reihe geschaltet und dienen zur Ver hinderung einer Strömung entgegengesetzt zu den ein gezeichneten Pfeilen. Ein Druckminderer 30 ist an der einen Seite über einen ersten Anschluß 31 mit dem in nenraumseitigen Wärmetauscher 23 verbunden. Ein parallel zum Druckminderer 30 geschaltetes Rück schlagventil 34 macht ersteres in der Heizbetriebsart unwirksam. Ein zweiter Anschluß 32 ist zwischen dem innenraumseitigen Wärmetauscher 23 und dem Vier wegumschaltventil 22 vorgesehen. Ein Magnetventil 33 ist in eine Bypass-Leitung eingeschaltet, welche Druck und Saugseite des Kompressors 21 unmittelbar mitein ander verbindet und welche einen Kältemittelstrom in Pfeilrichtung zu führen vermag. Mit dem Magnetventil 33 und dem Kompressor 21 ist eine Regeleinheit 35 verbunden, welche einen Betätigungschalter für den Kompressor 21 und einen nicht dargestellten Zeitgeber umfaßt. Gemäß Fig. 3 ist in die Kältemittelleitung am Austritt des dritten Wärmetauschers 26 ein Kältemittel temperatur-Meßelement 36 in Form eines Thermistors o. dgl. eingeschaltet, welches den Kältemitteltempera tur-Meßwert zur Ein/Ausschaltsteuerung des Magnet ventils 33 zur Regeleinheit 35 übermittelt.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der beschriebenen erfindungsgemäßen Klimaanlage erläutert.

Im Kühlbetrieb fließt Kältemittel durch das Vierwe geumschaltventil 22 in Richtung der gestrichelt einge zeichneten Pfeile zur Kühlung eines oder mehrerer Räume, wobei durch Kondensation des Kältemittels im außenraumseitigen Wärmetauscher 24 Wärme an die Außenluft abgegeben wird und unter Verdampfung des Kältemittels im innenraumseitigen Wärmetauscher 23 Wärme absorbiert wird. lm Kühlbetrieb ist das Magnet ventil 33 normalerweise geschlossen.

Um zu verhindern, daß im Heizbetrieb ein Teil des im dritten Wärmetauscher 26 verdampften Kältemittels durch Wärmeaustausch mit der Außenluft im außen raumseitigen Wärmetauscher 24 kondensiert wird, was mit einer Herabsetzung der Erwärmungsleistung ver bunden ist, ist der Kältemittelkreislauf in üblicher Weise mit dem Kältemittel in dem Ausmaß angefüllt, daß das gesamte Kältemittel des außenraumseitigen Wärmetau schers 24 in flüssiger Phase vorliegt. Hiebei tritt keine Kondensation mehr auf, und die Wärmeabstrahlung wird unterdrückt. Durch den hohen Füllgrad an der Druckseite, sowie dem geringen Füllgrad des Kältemit telkreislaufs an der Saugseite des Kompressors speziell beim Umschalten von Heiz- auf Kühlbetrieb wird der nicht dargestellte Elektromotor des Kompressors 21 ei ner übermäßigen Belastung unterworfen wird und ver mag in bestimmten Fällen nicht mehr anzufahren. Das Anfahren wird um so schwieriger, je größer die Füllung bzw. der Druckunterschied ist.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird erfindungsge mäß folgende Maßnahme getroffen: das Magnetventil 33 wird im Kühlbetrieb speziell zu Beginn der Kühlung, wenn eine große Flüssigkeitsmenge an der Druckseite des Kompressors 21 vorherrscht, durch den Zeitgeber für eine vorbestimmte Zeitspanne von z. B. 1-2 Minu ten im Offenzustand gehalten. Wenn sich die Verteilung des Kältemittels im Kältemittelkreisverkehr stabilisiert hat, wird das Magnetventil 33 geschlossen.

Durch diese kurzzeitige Öffnung der Bypaß-Leitung wird die Anfahrbelastung des Kompressors durch den Druckunterschied zwischen Druck- und Saugseite in der Anfangsphase des Kühlbetriebs erniedrigt, so daß der Motor den Kompressor 21 auch dann im Betrieb setzen kann, wenn flüssiges Kältemittel an der Druckseite des Kompressors 21 bzw. im außenraumseitigen Abschnitt des Kältemittelkreislaufs vorliegt.

In der Erwärmungs- bzw. Heizbetriebsart strömt an dererseits das Kältemittel unter der Steuerung des Vier wegeumschaltventils 22 in der durch die ausgezogenen eingezeichneten Pfeile angedeuteten Richtung, wobei es den Innenraum durch Wärmeabsorption während sei ner Verdampfung im dritten Wärmetauscher 26 mittels der Fremdheizung 27 und durch Wärmeabstrahlung während seiner Kondensation im innenraumseitigen Wärmetauscher 23 erwärmt.

Im folgenden ist anhand von Fig. 4 die Steuerung der erfindungsgemäßen Klimaanlage im Heizbetrieb erläu tert.

Zu einem Zeitpunkt t _0′ unmittelbar nach dem Anfah ren des Kompressors 21 wird die Fremdheizung 27 ge zündet. Zum entlasteten Anfahren des Kompressors un mittelbar nach dem Anfahren wird das Magnetventil 33, wie bei der bisherigen Anlage (Fig. 3) zum Zeitpunkt t _0′ geöffnet. Danach bleibt die Kältemitteltemperatur am Austritt des dritten Wärmetauschers sowie in der Kühl mittelrohrleitung während einer kurzen Zeitspanne konstant. Anschließend setzt die Erwärmungswirkung ein, und die Temperatur beginnt zu einem Zeitpunkt t ₁ schnell anzusteigen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Um wälzmenge des Kältemittels immer noch klein, so daß das im dritten Wärmetauscher in beiden Phasenzustän den vorliegende Kühlmittel in einen gasförmigen Zu stand übergeht. Da die Wärmekapazität des Gases klein ist, steigt die Kältemitteltemperatur rasch an und er reicht somit - wie bei der bisherigen Anlage - den Punkt t ₃, an welchem die Fremdheizung abgeschaltet werden soll, in kurzer Zeit. Da an diesem Punkt die Erwärmung des Kältemittels beendet wird, sinkt die Kältemitteltemperatur wieder ab. Weiterhin wird das Magnetventil 33 zu einem Zeitpunkt t ₂ geschlossen, der praktisch mit dem Zeitpunkt des Abschaltens des Bren ners übereinstimmt. Das vom Kompressor 21 gelieferte Kältemittel wird jetzt nicht direkt zurückgeleitet, wo durch die Umwälzmenge im Kältemittelkreislauf an steigt. Die Kältemitteltemperatur am Austritt des drit ten Wärmetauschers 26 fällt durch die erhöhte Umwälz menge in einer kürzeren Zeitspanne als bei der bisheri gen Klimaanlage solange ab, bis sie zu einem Zeitpunkt t ₄ wieder den Punkt erreicht, an dem die Fremdheizung 27 erneut gezündet wird. Bei der erneuten Kältemittel erwärmung steigt die Kältemitteltemperatur wieder an, wobei der Temperaturanstieg aufgrund der erhöhten Umwälzung abflacht und dann wieder abfällt, ohne den Punkt zu erreichen, an welchem die Fremdheizung ab geschaltet werden soll. Das Magnetventil 33 bleibt da bei geschlossen. Wenn weiterhin ohne ein erneutes Ein schalten der Fremdheizung 27 die Kältemitteltempera tur weiter abgefallen ist, wobei die Abschalttemperatur zur Abschaltung der Fremdheizung 27 nicht erreicht werden soll, wird das Magnetventil 33 zum Zeitpunkt t ₅ wieder geöffnet, wenn die Kältemitteltemperatur bis zu einem vorbestimmten Temperaturunterschied (Δ t) un ter die Einschalttemperatur für die Fremdheizung abge fallen ist. Dieser Vorgang zeigt an, daß der Übergang vom Anfangsbetrieb auf den stabilen Betrieb erfolgt ist. Die Zeitspanne für die Stabilisierung der Kältemittel temperatur, d. h. bis zum Erreichen der Kältemitteltem peratur von 40°C, beträgt etwa 10 Minuten.

Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann jedoch die Abschalttemperatur für die Fremdheizung erneut erreicht werden. In diesem Fall wird derselbe Vorgang wie beim ersten Einschalten wiederholt. Diese Wieder holung erfolgt jedoch nur einmal oder zweimal und kei nesfalls so häufig wie bei der bisherigen Klimaanlage.

Typische Werte für die Zeitpunkte bzw. Zeitspannen t ₀ bis t₅, die Zündtemperatur und die Abschalttempera tur gemäß Fig. 4 sind folgende: t_0′ bis t₁ = 1 Minute; t ₁ bis t₂ = 50 bis 55 s; t₂ = bis t₃ = einige Sekunden, so daß t₁ bis t₃ = 1 Minute beträgt (d. h. t₂ bis t₃ = 1 Minute abzüglich t₁ bis t₂); t₃ bis t₄ = einige Sekunden; t ₄ bis t₅ = 2 Minuten; Einschalttemperatur = 45°C; Abschalttemperatur = 120°C; Δ t = 5°C.

Weiterhin kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Klimaanlage dadurch, daß das Magnetventil 33 eine Zeitspanne t ₃ bis t₂ vor dem Erreichen der Abschalttem peratur der Fremdheizung 27 geschlossen wird. Wenn das Magnetventil gleichzeitig mit der Fremdheizung ab geschaltet wird, steigt die Kältemitteltemperatur auch nach dem Abschalten der Fremdheizung weiter an und wird zu hoch. Wenn dagegen die Abschalttemperatur im voraus auf einen niedrigeren Wert eingestellt ist, ist die Einschaltdauer des Brenners zu kurz, so daß sich die Zahl der Einschalt- und Abschaltvorgänge der Fremd heizung 27 vergrößert und damit eine zu lange Zeit spanne bis zum Erreichen des stabilen Zustandes erfor derlich wird.

Auf die beschriebene Weise wird erfindungsgemäß die Zahl der Einschalt- und Abschaltvorgänge der Fremdheizung 27 verkleinert und in Verbindung damit die Einstellung einer zeitlich konstanten Kältemittel temperatur am Austritt des dritten Wärmeaustauschers beschleunigt, während die Gefahr einer Fehlzündung oder Überhitzung ausgeschaltet wird, so daß Sicherheit und Zuverlässigkeit beträchtlich verbessert werden.

Claims

1. Umschaltbare Klimaanlage zum Heizen und Kühlen, mit jeweils einem Kompressor, einem in nenraumseitigen ersten Wärmetauscher, einem au ßenraumseitigen zweiten Wärmetauscher, einem dritten Wärmetauscher zum zusätzlichen Erwär men des Kältemittels mit einer Fremdheizung, der zu dem zweiten Wärmetauscher parallel geschaltet ist, einem Druckminderer und einem dazu parallel geschalteten Rückschlagventil, wobei das Kälte mittel im Kühlbetrieb über den Druckminderer und im Heizbetrieb über das Rückschlagventil geführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Druck- und der Saugseite des Kompressors (21) eine Bypass-Leitung mit einem steuerbaren Überströmventil (33) vorgesehen ist, welches zum entlasteten Anfahren des Kompres sors (21) geöffnet wird,
daß im Heizbetrieb die Temperatur des Kältemit tels am Austritt des dritten Wärmetauschers (26) durch Ein- und Ausschalten der Fremdheizung (27) geregelt wird,
daß die Fremdheizung (27) zwischen zwei Tempe raturen dieser Kältemitteltemperatur ein- bzw. ausgeschaltet wird,
daß im Heizbetrieb das Überströmventil (33) zu mindest anfänglich geöffnet ist, und
daß bei einem Einschwingvorgang der zu regeln den Temperatur die Anzahl der Schaltvorgänge der Fremdheizung (27) dadurch verkürzt wird, daß das Überströmventil (33) in Abhängigkeit der Tem peratur am Austritt des dritten Wärmetauschers (26) zeitweise geschlossen wird.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zu Beginn des Heizbetriebs bei dem Einschwingvorgang der zu regelnden Kältemittel temperatur die Zeitspanne, in der das Überström ventil (33) geschlossen wird, auf eine Zeitspanne festgelegt ist, in welcher die Temperatur des Kälte mittels am Austritt des dritten Wärmetauschers (26) einen stabilen Wert annimmt, wobei die Zeit spanne, in welcher die Temperatur des Kältemittels einen stabilen Wert annimmt, etwa 10 Minuten be trägt.

3. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (33) ein Magnetventil ist.

4. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druck- und Saugseite des Kom pressors (21) mit einem Vierwegeumschaltventil (22) verbunden ist und entsprechend der Kühl- und der Heizbetriebsart umschaltbar ist, um die Strö mungsrichtung des Kältemittelstroms je nach Be triebsart umzuschalten.

5. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Meßelement (36) zur Bestimmung der Kältemitteltemperatur am Austritt des dritten Wärmetauschers (26) vorgesehen ist, wobei ein temperaturabhängiges Signal des Meßelements (36) einer Steuereinheit (35) zuführbar ist,
daß jeweils in Abhängigkeit des temperaturabhän gigen Signals der Kompressor (21) und die Fremd heizung (27) durch die Steuereinheit (35) in Betrieb setzbar sind sowie das Überströmventil (33) durch die Steuereinheit (35) steuerbar ist,
daß die Bypass-Leitung bei Einleitung des Heizbetriebs geöffnet ist,
die Bypass-Leitung durch das Überströmventil (33) geschlossen wird, wenn die gemessene Kältemittel temperatur beim Aufheizen einen ersten Tempera turwert erreicht hat, der über der Temperatur des zu regelnden Kältemittels liegt, und die Fremdhei zung (27) abgeschaltet wird, wenn die gemessene Kältemitteltemperatur weiter auf einen zweiten Temperaturwert angestiegen ist.

6. Klimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fremheizung (27) durch die Steuereinheit (35) wieder eingeschaltet wird, wenn die gemessene Kältemitteltemperatur auf einen dritten Temperaturwert abgesunken ist, welcher unterhalb der Temperatur des zu regelnden Kälte mittels liegt und daß das Überströmventil (38) wie der geöffnet wird, wenn die gemessene Kältemittel temperatur auf einen vierten Temperaturwert, wel cher unterhalb des dritten Temperaturwerts liegt, abgesunken ist und einen weitgehend stabilen Wert erreicht hat.

7. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Überströmventil (33) auch zu Be ginn des Kühlbetriebs für eine vorbestimmte Zeit spanne geöffnet wird, die etwa 1-2 Minuten be trägt.