DE3428704A1

DE3428704A1 - Verfahren zum regeln der kuehlleistung einer kaelteanlage und kaelteanlage hierzu

Info

Publication number: DE3428704A1
Application number: DE19843428704
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. Dietzsch (FH), 7250 Leonberg
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1984-08-03
Filing date: 1984-08-03
Publication date: 1986-02-13
Also published as: FR2568675A1

Description

Verfahren zum Regeln der Kühlleistung einer Kälteanlage und

Kälteanlage hierzu

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Kühlleistung einer Kälteanlage und eine Kälteanlage hierzu einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, die einen Kältemittelkreislauf aufweist, der einen über eine Schaltkupplung mit einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges verbundenen Kompressor enthält, an dessen Druckseite ein Kondensator angeschlossen ist, dem ein einstellbares Drosselorgan folgt, das vor einem Verdampfer angeordnet ist, dessen Ausgang an die Saugseite des Kompressors angeschlossen ist,

Das Regeln der Kühlleistung erfolgt bei bekannten Kälteanlagen von Klimaanlagen dadurch, daß der Kompressor entsprechend dem Leistungsbedarf ein- und ausgeschaltet wird. Es ist auch bekannt, zusätzlich die Versorgung des Verdampfers mit Kältemittel über ein Einspritzventil o.dgl. zu steuern und gleichzeitig an dem Verdampfer einen Thermostaten anzubringen, der dann das Ein- und Ausschalten der Kupplung zum Zwecke des Regeins der Kühlleistung steuert. In beiden Fällen muß zum einen eine Schaltkupplung zwischen dem Kompressor und dem Verbrennungsmotor angeordnet werden, die so dimensioniert ist, daß sie die Vielzahl kurzzeitiger Schaltungen gegen hohen Druck im Kompressor ohne Beschädigung aushält. Zum anderen ist mit dieser Art der Regelung eine relativ hohe Leistungsaufnahme verbunden, was zu einem relativ hohen Energieverbrauch führt. Außerdem ergeben sich Leistungsschwankungen am Antrieb infolge des Ein- und Ausschaltens des Kompressors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln der Kühlleistung einer Kälteanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein verbessertes Regeln der Kühlleistung ermöglicht und die den Energieverbrauch reduziert und die Stöße beim Ein- und Ausschalten des Kompressors vermeidet

-A-

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß von der Druckseite des Kompressors zu seiner Saugseite ein gasförmiges Kältemittel abzweigender By-pass geführt ist, der ein Steuerventil enthält, das in einer Verbundschaltung mit dem Drosselorgan derart geschaltet ist, daß es gegensinnig zur eingestellten Kühlleistung den By-pass freigibt, und daß bei Betrieb der Kälteanlage die Kupplung des Kompressors ständig geschlossen ist.

Bei diesem Verfahren läuft der Kompressor bei eingeschalteter Kälteanlage ständig mit, so daß eine relativ einfache Schaltkupplung eingesetzt werden kann, die nicht auf eine Vielzahl von Schaltspielen ausgelegt sein muß. über den By-pass und das Steuerventil wird ein Teilstrom des gasförmigen Kältemittels zur Saugseite des Kompressors geleitet, wobei das Steuerventil so gesteuert ist, daß dieses Steuerventil je nach Kältebedarf den By-pass freigibt oder schließt, d.h. bei maximalem Kältebedarf geschlossen hält und bei vermindertem Kältebedarf freigibt. Es findet eine ständig der Kühlleistung angepaßte Leistungsaufnahme am Kompressor statt. Außerdem wird in dem Verdampfer eine der gewünschten Kühlleistung angepaßte Temperatur erzeugt, so daß die aus dem Verdampfer austretende abgekühlte Luft sehr gleichmäßig temperiert ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Steuerventil druckabhängig von dem Druck in dem Verdampfer ge-' steuert ist. Auf diese Weise wird ein kontinuierliches Öffnen und Schließen des By-pass abhängig von der gewünschten Kühlleistung gewährleistet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung.

Die Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau einer Kälteanlage einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer Leistungsregelung über

einen By-pass zwischen der Saugseite und der Druckseite des Kompressors.

In der Zeichnung ist nur die Kälteanlage einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges schematisch dargestellt. Die zu der Klimaanlage gehörenden weiterei· Teile, wie ein Gebläse, ein oder mehrere Heizkörper und entsprechende Gehäuse mit Luftklappen,können einen allgemein üblichen Aufbau aufweisen, so daß auf ihre Darstellung verzichtet wird.

Die Kälteanlage enthält in einem Kältemittelkreislauf einen Kompressor 3, der über eine Schaltkupplung 1, insbesondere eine Elektromagnetkupplung, an den Verbrennungsmotor 2 des Kraftfahrzeuges angeschlossen ist. Der Kompressor 3 komprimiert das Kältemittel und fördert es zu einem Kondensator A₁ an den ein Sammler 5 für das kondensierte Kältemittel anschließt. Auf den Sammler 5 folgt ein Drosselorgan 6, das einem Verdampfer 7 vorgeschaltet ist. Der Ausgang des Verdampfers 7 ist an die Saugseite des Kompressors 3 angeschlossen.

Um die Kühlleistung der Kälteanlage regeln zu können, ohne den Kompressor 3 hierzu ein- und auszuschalten, ist ein By-pass 8 zwischen der Druckseite und der Saugseite des Kompressors 3 vorgesehen > Der By-pass 8 ist an den Kondensator 4 angeschlossen und beginnt nach einem Betrag X der Gesamtlänge L des Kondensators 4. Um einerseits über den By-pass nur gasförmiges und andererseits aber auch bereits abgekühltes Kältemittel abzusaugen, wird bevorzugt der Anschluß nach etwa dem ersten Drittel der Gesamtlänge L des Kondensators 4 vorgesehen _t d. h. nach etwa 10 bis 30 % dieser Gesamtlänge.

In dem By-pass 8 ist ein Steuerventil 9 angeordnet, das gegensinnig bezüglich der an dem Drosselorgan 6 eingestellten gewünschten Kälteleistung gesteuert wird, d.h. bei kleinem Bedarf an Kühlleistung wird das Steuerventil 9 (weit) geöffnet, während es bei gewünschter großer Kühlleistung (hoher Kältebedarf) vollständig geschlossen ist.

Um eine einfache Steuerung des Steuerventils 9 zu ermöglichen, ist an dem Ausgang des Verdampfers 7 ein Unterdruckstellglied 10 angebracht, über das das Steuerventil 9 gesteuert wird. Das Unterdruckstellglied 10 greift derart an das Steuerventil 9 an, daß bei reduziertem Unterdruck in dem Verdampfer 7 das Steuerventil 9 weit geöffnet und bei starkem Unterdruck in dem Verdampfer 7 geschlossen wird. Die Verstellung des Steuerventils erfolgt kontinuierlich in den Zwischenstellungen entsprechend dem Bedarf an Kühlleistung. Selbstverständlich ist es auch möglich, zwischen dem Drosselorgan 6 und dem Steuerventil 9 ein die gegenläufige Steuerung bewirkendes elektrisches Stellglied anzuordnen, durch das eine Verbundschaltung zwischen dem Drosselorgan 6 und dem Steuerventil 9 in dem gewünschten Sinne erhalten wird.

Da das gasförmige Kältemittel, beispielsweise Freon, das auf der Hochdruckseite des Kompressors 3 abgegriffen wird, mit Öl vermischt ist, wird eine gute Schmierung des Kompressors 3 gewährleistet, ohne daß zusätzliche aufwendige Maßnahmen getroffen werden müssen.

Claims

1. Verfahren zum Regeln der Kühlleistung einer Kälteanlage einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, die einen Kältemittelkreis lauf aufweist, der einen über eine Schaltkupplung mit einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges verbundenen Kompressor enthält, an dessen Druckseite ein Kondensator angeschlossen ist, dem ein einstellbares Drosselorgan folgt, das vor einem Verdampfer angeordnet ist, dessen Ausgang an die Saugseite des Kompressors angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckseite des Kompressors zu seiner Saugseite ein gasförmiges Kältemittel abzweigender By-pass geführt ist, der ein Steuerventil enthält, das in einer Verbundschaltung mit dem Drosselorgan derart geschaltet ist, daß es gegensinnig zur eingestellten Kühlleistung den By-pass freigibt, und daß bei Betrieb der Kälteanlage die Kupplung des Kompressors ständig geschlossen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil druckabhängig von dem Druck in dem Verdampfer gesteuert ist.

3. Kälteanlage einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, die einen Kältemittelkreislauf aufweist, der einen über eine Schaltkupplung mit dem Verbrennungsmotor des Kraftfahr zeuges verbundenen Kompressor enthält, an dessen Druck seite ein Kondensator angeschlossen ist, dem ein einstellbares Drosselorgan folgt, das vor einem Verdampfer angeordnet ist, dessen Ausgang an die Saugseite des Kompressors angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der
Druckseite des Kompressors (3) zu seiner Saugseite ein an dem Kondensator (4) beginnender By-pass (8) geführt ist, der ein gegensinnig zur eingestellten Kühlleistung den Bypass (8) freigebendes Steuerventil (9) enthält.

4. Kälteanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der By-pass (8) etwa nach dem ersten Drittel des Kondensators (4) an diesen angeschlossen ist.

5. Kälteanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (9) an ein Unterdruckstellglied (10) angeschlossen ist, das am Ausgang des Verdampfers (7) angeordnet ist.