DE4321479A1 - Kältemaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Kältemaschine, insbesondere für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Sowohl in Kraftfahrzeugen als auch im Wohnbereich treten,
wenn die Sonneneinstrahlung ein gewisses Maß überschreitet,
zum Teil unangenehm hohe Temperaturen auf. Die im speziellen
an Kraftfahrzeugen relativ großen Fensterflächen sowie das
geringe Wärmeisolations- und Speichervermögen der Karosserie
bedingen eine merkliche Aufheizung des Innenraumes. Dies ist
vor allem dann der Fall, wenn die betreffenden Fahrzeuge
verschlossen auf besonnter Fläche stehen.
Zum Kühlen sind aus der Praxis Absorptionskältemaschinen be
kannt, die beispielweise für Kühlschränke verwendet werden.
Diese Absorptionskältemaschinen weisen einen elektrisch oder
gasbeheizten Austreiber auf, in dem eine gasförmiges Kälte
mittel, bspw. Ammoniak, aus dem Absorptionsmittel, bspw.
Wasser, ausgetrieben wird. An dem Austreiber sind ein Kälte
mittelkühler und ein Absoptionsmittelkühler zur Kühlung des
Kältemittels bzw. des Absorptionsmittels angeschlossen. Bei
der Abkühlung wird das Kältemittel verflüssigt. An den Kon
densator ist ein Verdampfer angeschlossen, der mit einem Gas
gefüllt ist, das mit dem hier unter Wärmeaufnahme ver
dunstenden Kältemittel allmählich angereichert wird. Der
Verdampfer steht mit dem Absorber in Verbindung, in dem das
abgekühlte Absorptionsmittel das gasförmige Kältemittel aus
dem Gas entfernt. Aus dem Absorber gelangen das gereinigte
Gas wieder zurück in den Verdampfer und das mit Kältemittel
angereicherte Absorptionsmittel in den Austreiber.
Aus der Praxis sind auch Kraftfahrzeuge mit Klimaanlagen be
kannt. Diese Klimaanlagen sind Kompressionskälteanlagen, bei
denen zur Verdichtung des Kältemittels ein an den Verbren
nungsmotor des Kraftfahrzeuges angeschlossener Kompressor
vorgesehen ist. An den Kompressor ist zur Verflüssigung des
Kältemittels ein Kältemittelkühler angeschlossen. Durch die
Verdampfung des Kältemittels in einem unter niedrigerem
Druck stehenden Verdampfer, wird einem in den Fahrzeuginnen
raum gerichteten Zuluftstrom Wärme entzogen, wodurch dieser
abgekühlt wird. Das verdampfte Kältemittel wird dem Kompres
sor wieder zugeführt.
Eine derartige Klimaanlage kann naturgemäß nur arbeiten,
wenn der Verbrennungsmotor läuft. Das Laufenlassen des Ver
brennungsmotors eines Kraftfahrzeuges bei längeren Halten
oder beim Parken ist aber weder erlaubt, noch wirtschaftlich
noch üblich. Die Aufheizung des Innenraumes ist aber nicht
nur beim Einsteigen in das Fahrzeug lästig, sondern es kön
nen darüberhinaus in dem Fahrzeug zurückgelassene Gegenstän
de, wie Filme, Nahrungsmittel o. dgl. Schaden nehmen.
Aus dieser nur kurz umrissenen Problemstellung leitet sich
die Aufgabe ab, eine Kältemaschine zu schaffen, die einen
Raum auf wirtschaftliche Weise kühlen kann. Außerdem ist es
eine Aufgabe der Erfindung ein Kraftfahrzeug zu schaffen,
dessen Innenraum sich beim Fahren und insbesondere auch beim
längeren Parken auf besonnten Flächen weniger aufgeheizt
wird.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Kältemaschi
ne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Kraft
fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 32 gelöst.
Die erfindungsgemäße Kältemaschine ist eine Absorptionskäl
temaschine, die das Temperaturgefälle nutzt, das sich zwi
schen einer sonnenbeschienenen Fläche und der Lufttemperatur
aufbaut. Während die Lufttemperatur auch an heißen Tagen 40°C
kaum überschreitet, können durch das Auffangen von direkter
Sonneneinstrahlung weitaus höhere Temperaturen erreicht wer
den. Durch die thermische Nutzung der Sonnenenergie ohne
Zwischenschalten einer Energiewandlung in bspw. elektrische
Energie, können die unvermeidlich auftretenden Energiever
luste klein gehalten werden. Die Anlage arbeitet deshalb mit
gutem Wirkungsgrad, wodurch die erforderliche Auffangfläche
einigermaßen klein gehalten werden kann. Das ermöglicht die
Unterbringung der Wärmeauffangflächen in Dach- oder Karosse
rieteilen von Personenkraftwagen, Bussen, Wohnmobilen o.a.
Auch die Anordnung auf Hausdächern oder an nach Süden lie
genden Hausfassaden ist somit auf einfache Weise möglich.
Der umgebungsluftgekühlte Absorptionsmittelkühler und der
ebenso gekühlte Kältemittelkühler können im Schatten der
Wärmeauffangfläche oder an anderweitigen, der direkten Son
neneinstrahlung entzogenen Stellen angeordnet sein. Durch
die Luftkühlung wird die Kältemaschine von einem sonst er
forderlichen extern verfügbaren Kühlmittel unabhängig.
Die solare Beheizung des Austreibers wird auf einfachste
Weise erreicht, indem dieser mit einer der Sonneneinstrah
lung ausgesetzten wärmeleitfähigen Fläche in termische Ver
bindung gebracht wird. Diese kann sowohl durch direkten Wär
mekontakt als auch durch ein in einem geschlossenen Kreis
lauf zirkulierendes flüssiges Wärmetransportmittel herge
stellt sein. Damit ist der Einbauort oder Aufstellungsort
der Wärmeauffangfläche unabhängig davon, wo der Austreiber
angeordnet wird.
Ein Höhenunterschied zwischen der Wärmeauffangfläche und dem
Austreiber kann durch eine Pumpe überwunden werden, die das
in dem geschlossenen Kreislauf zirkulierende Wärme
transportmittel umwälzt. Um keine zusätzliche Energie für
den Betrieb dieser Pumpe aufwenden zu müssen, kann die Pumpe
solarbetrieben sein. Dazu kommen sowohl solarbetriebene Pum
pen in Frage, die ein Wärmegefälle nutzen, als auch elektri
sche Pumpen, die von Solarzellen gespeist sind.
Soll auf eine Pumpe verzichtet werden, kann das in dem ge
schlossenen Kreislauf zirkulierende Wärmetransportmittel
auch infolge der durch Erwärmung auftretenden Dichteunter
schiede selbsttätig umgewälzt werden. Wenn das in dem ge
schlossenen Kreislauf zirkulierende Wärmetransportmittel
wenigstens in einem Teilbereich mit zunehmender Temperatur
eine zunehmende Dichte aufweist, kann der Austreiber tiefer
als die Wärmeauffangfläche angeordnet werden. Das erwärmte
Wärmetransportmittel ist dann schwerer als das nicht im Aus
treiber abgekühlte.
Die Wärmeauffangfläche kann sowohl im wesentlichen horizon
tal, als auch mit einer Neigung angeordnet sein. Die Anord
nung in der Horizontalen erleichtert die Integration in Ka
rosserieteile von Kraftfahrzeugen, beispielsweise in Autodä
cher oder Motorhauben.
Wenn die Kältemaschine zur Kühlung von Wohn- oder Geschäfts
räumen genutzt wird, kann es vorteilhaft sein, den Austrei
ber einer mittels eines Konzentrators wie bspw. mittels ei
ner Spiegelanordnung konzentrierten Sonneneinstrahlung aus
zusetzen. Bei entsprechender sonstiger Ausbildung der Kälte
maschine kann die Wärmeauffangfläche direkt an dem Austrei
ber vorgesehen werden. Jedenfalls aber wird die Wärmeauf
fangfläche entsprechend der Konzentration des Sonnenlichts
klein.
Zur Vermeidung einer unnötigen Erwärmung des Absorptionsmit
telkühlers und des Kondensators sollten diese der direkten
Sonneneinstrahlung entzogen sein. Der Wärmeaustausch wird
erhöht, wenn der Kondensator und der Absorptionsmittelkühler
als zwangsbelüftete Kühler ausgebildet sind.
Wenn der Austreiber oberhalb des Kondensators und des
Absorptionsmittelkühlers vorgesehen ist, kann er auf einem
Gebäudedach oder integriert in einem Autodach angeordnet
werden, wobei dann eine zwischen den Absorber und den Aus
treiber geschaltete, den Absorptionsmittelkreislauf aufrech
terhaltende Pumpe vorgesehen wird. Damit kann der Wärme
transportmittelkreislauf wegfallen. Die Verwendung der Käl
temaschine zur Kühlung an Gebäuden bietet die Möglichkeit,
den Kondensator und den Absorptionsmittelkühler an einer
schattigen Stelle, bspw. an der Gebäudenordseite oder in dem
Schatten der Wärmeauffangfläche anzuordnen. Die Wärmeauf
fangfläche kann auf dem Dach oder an einer besonnten Fassade
des Gebäudes angeordnet sein.
Die Pumpe kann eine solarbetriebene elektrische Pumpe oder
anderweitig solarbetriebene Pumpe sein.
Die Ausbildung der Kältemaschine als ein geschlossenes, im
wesentlichen unter einem einheitlichen Druck stehendes Sy
stem, ermöglicht den Verzicht auf energieverbrauchende Pum
pen oder anderweitige Mittel zum Überwinden einer etwaigen
Druckdifferenz.
Die Verdampfung und damit die Kälteerzeugung wird durch ei
nen Verdampfer mit vergrößerter innerer Oberfläche
begünstigt. Die Vergrößerung der inneren Oberfläche kann
durch eine Auskleidung mit einem für noch unverdampftes Am
moniak saugfähigen Flächengebilde an seiner Innenfläche er
reicht werden. Ein guter Effekt wird auch erreich, wenn der
Verdampfer in seinem Innenraum mit einer Kugelschüttung aus
wärmeleitfähigen Kugeln wenigstens teilweise gefüllt ist.
Die wärmeleitfähigen Kugeln können Metallkugeln sein, deren
Oberflächen angerauht sind.
Um das Verdampfen des Kältemittels bei dem gegebenen System
druck und der in dem Verdampfer herrschenden niedrigen Tem
peratur zu erreichen, enthält der Verdampfer ein Gas, dessen
Dampfdruck bei der Arbeitstemperatur des Verdampfers erheb
lich über dem Dampfdruck des Kältemittels liegt.
Die Kältemaschine kann vorteilhaft an einem Kraftfahrzeug
verwendet werden. Dann kann nämlich die Wärmeauffangfläche
in die im wesentlichen waagerecht liegenden ebenen Karosse
rieteile integriert werden. Die Kühleinrichtung als eine Zu-
oder Umluft kühlenden Klimaanlage kann das Fahrzeug ohne
Zuhilfenahme von Fremdenergie kühlen, während es in der Son
ne abgestellt steht. Eine übermäßige Aufheizung wird vermie
den.
Die Kühleinrichtung kann auch zur Kühlung eines in das Fahr
zeug eingebauten Kühlschranks dienen.
Zur Aufnahme des Kondensators und des Absorptionsmittelküh
lers an abgeschatteter Stelle, kann in der Karosserie wenig
stens eine mit Lüftungsöffnungen versehene Kammer angeordnet
sein. Die soll, um eine Kühlung zu ermöglichen, einer
Zwangslüftung durch einen Ventilator unterworfen sein. Dazu
ist an der Kammer wenigstens eine mit der Außenluft in Ver
bindung stehende Ansaugöffnung und wenigstens eine Abluft
öffnung vorgesehen. Um zusätzlich eine Eigenlüftung zu be
wirken, ist die Ansaugöffnung tiefer als die Abluftöffnung
angeordnet. Außerdem kann die Kammer eine in den Innenraum
mündende Ansaugöffnung aufweisen, wobei zwischen der Kammer
und den Ansaugöffnungen eine Umschalteinrichtung vorgesehen
ist.
Zur Verbesserung des Kühleffektes kann ein allerdings nur
geringer Teil der durch die Kühler geleiteten Luft dem ge
kühlten Innenraum entnommen werden. Der Wärmeabtransport aus
den Kühlern wird dann etwas verbessert. In jedem Fall bleibt
aber die über die in den Innenraum führende Ansaugöffnung
aus dem Innenraum entnommene Luftmenge niedriger ist als die
Menge der über die andere Ansaugöffnung angesaugte Außen
luft.
Die Ventilatoren können elektrisch betrieben sein, wobei zur
Realisierung eines vom Bordnetz unabhängigen Betriebs die
Ventilatoren mit Solarstrom betrieben sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kältemaschine in schemati
scher Darstellung,
Fig. 2 ein schematisch angedeutetes Mollier-Diagramm des
verwendeten Kältemittels,
Fig. 3 ein Kraftfahrzeug mit einer solarbetriebenen Kli
maanlage, in stark schematisierter Darstellung,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kältemaschi
ne, in Prinzipdarstellung, und
Fig. 5 ein Kraftfahrzeug mit einer Kältemaschine nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist eine Kältemaschine 1 dargestellt, die nach dem
Absorptionsprinzip arbeitet. Räumlich oberhalb ist an der
Kältemaschine I eine Wärmeauffangfläche 2 als Heizeinrich
tung angeordnet. Die Wärmeauffangfläche 2 ist eine Sonnen
licht wenig oder nicht reflektierende wärmeleitfähige Platte
3, die mit ihrer in Fig. 1 oben liegenden Fläche 3 dem Son
nenlicht ausgesetzt und im übrigen thermisch isoliert ist.
Die dazu erforderliche Isolation ist nicht weiter darge
stellt. Die Wärmeauffangfläche 2 hat eine Fläche in der Grö
ßenordnung von 1 m², ist im wesentlichen horizontal angeord
net und ist im wesentlichen eben.
In thermischem Kontakt mit der Platte 3 steht ein Wärmekoppler
4, der über eine Vorlaufleitung 5 und eine Rück
laufleitung 6 mit einem Austreiber 7 in thermischer Verbin
dung steht. Die Vorlaufleitung 5 und die Rücklaufleitung 6
sind innerhalb des Wärmekopplers 4 und des Austreibers 7
jeweils miteinander verbunden, so daß ein geschlossener
Kreislauf für ein flüssiges Wärmeübertragungsmittel herge
stellt ist. Das Wärmeübertragungsmittel steht einerseits
über den Wärmekoppler 4 mit der Platte 3 im thermischer Ver
bindung, und andererseits steht es mit dem Austreiber 7 in
Wärmeaustausch. Als Wärmeübertragungsmittel kommt ein dünnflüssiges
Mineralöl zur Anwendung, wobei aber auch nicht zum
Verharzen neigende thermisch stabile Pflanzenöle oder Sili
konöl verwendet werden können.
Zur Verbesserung der Zirkulation des Wärmeübertragungsmit
tels ist eine Pumpe 8 vorgesehen, die mit einem weiter unten
genauer beschriebenen Elektromotor 9 verbunden und von diesem
angetrieben ist. Außerdem ist an der Vorlaufleitung 5 unmit
telbar bei dem Wärmekoppler 4 ein Temperatursensor 10 ange
ordnet.
Der Austreiber ist im wesentlichen ein druckfestes aufrecht
stehendes allseitig geschlossenes Gefäß, in dessen Innenraum
11 ein das Vorlaufrohr 5 mit dem Rücklaufrohr 6 verbindendes
Rohrstück 12 angeordnet ist. Dieses als Rohrschlange ausge
bildete und sich im unteren Abschnitt des Gefäßes befindende
Rohrstück 12 ist ganz von einem in dem Innenraum 11 stehen
den Gemisch 13 aus einem Absorptionsmittel, nämlich Wasser,
und einem Kältemittel, nämlich Ammoniak, überdeckt.
Zum Abführen des in dem Austreiber 7 thermisch ausgetriebe
nen Kältemittels aus dem Innenraum 11, ist im oberen Bereich
des Austreibers eine Dampfleitung 14 vorgesehen, die zu ei
nem luftgekühlten Kondensator 15 führt, der beschattet, also
der Sonneneinstrahlung entzogen ist. Der aus mehreren mit
Lamellen versehene Leitungen bestehende Kondensator 15 ist
mittels eines über einen später zu beschreibenden Elektromo
tor 16 angetrieben Ventilators mit Umgebungsluft zwangsge
kühlt. Von dem Kondensator 15 ist das kondensierte Kältemit
tel über eine Kältemittelleitung 18 zu einem Verdampfer 19
geführt. In der Kältemittelleitung 18 ist zur Überwachung
des Arbeitspunktes des Kondensators 15 unmittelbar bei des
sen Ausgang eine Meßkammer 20 angeschlossen, die einen Tem
peratursensor 21 und einen Drucksensor 22 umfaßt.
Außerdem ist an dem Austreiber 7 ebenfalls in seinem oberen
Bereich, jedoch unterhalb der Dampfleitung 14 eine Absorp
tionsmittelleitung 23 angeschlossen, die über einen Wärme
tauscher 24 zu einem Absorptionsmittelkühler 25 führt, der
gleich dem Kondensator 15 an einer Stelle angeordnet ist, an
der er der Sonneneinstrahlung entzogen ist. Der Absorptions
mittelkühler 25 ist über einen Ventilator 27, der von einem
Elektromotor 28 angetrieben ist, einer Zwangskühlung mit
Umgebungsluft unterworfen.
Zu dem Austreiber 7 führt über den Wärmetauscher 24 ein Ab
sorptionsmittelrücklauf 29, der dem Austreiber 7 noch unter
halb des Rohrstückes 12 eine Lösung aus Absorptionsmittel
und Kältemittel zuführt.
Die Absorptionsmittelleitung 23 führt über den Absorptions
mittelkühler 25, an dessen Ausgang ein Temperatursensor 31
angeordnet ist, zu einem Absorber 32, an den sie in dessen
oberen Bereich angeschlossen ist. Im unteren Bereich des
Absorbers ist der Absorptionsmittelrücklauf 29 angeschlos
sen.
Der Absorber 32 ist über eine Gasleitung 33 größeren Quer
schnitts und eine räumlich weiter unten angeordnete Kalt
dampfleitung 34 ebenfalls größeren Querschnitts mit dem Ver
dampfer 19 verbunden. Die Gasleitung 33 und die Kaltdampf
leitung 34 stehen über einen Gaswärmetauscher 35 miteinander
in Wärmeaustausch.
Sowohl der Absorber 32 als auch der Verdampfer 19 sind mit
einer vergrößerten inneren Oberfläche ausgestattet. Dazu ist
der Verdampfer an seiner Innenseite mit einer Schicht
Metallwatte, vorzugsweise Kupferwatte versehen. Die Metall
watte ist relativ fein, so daß noch flüssiges Kältemittel in
dem Verdampfer 19 von der Watte an den Wänden gehalten wird.
Die bis zu einem Zentimeter dicke Schicht ist mit einem käl
temittelbeständigen, temperaturwechselbeständigen Klebstoff,
wie Epoxidharzklebstoff, befestigt. In dem Absorber 32 wird
das zufließende Absorptionsmittel über die hier grober und
lockerer ausgelegte Metallwatte geleitet, so daß dessen
Oberfläche vergrößert ist. Anstelle der Metallwatte kann in
beiden Fällen auch ein textiles Flächengebilde verwendet
werden, das gegenüber dem verwendeten Kältemittel beständig
ist. Die Auskleidung kann auch anderweitig befestigt werden,
wozu an der Gefäßwand bspw. durch Löten befestigte Klammern
dienen können.
Der Verdampfer 19 und der Absorber 32 sind mit einem Gas,
hier Stickstoff, gefüllt, der unter demselben Druck steht,
wie das übrige System. Das gesamte System steht unter dem
einheitlichen Druck von 1,2 Mpa, wobei in Abhängigkeit von
den gewählten Arbeitstemperaturen höhere oder niedrigere
Werte erforderlich sein können.
Der Verdampfer steht mit einem Kanal 36 in Verbindung, der
von zu kühlender Luft durchströmt wird. Die Luftströmung kann
durch ein nicht dargestelltes Gebläse hervorgerufen werden.
Zur Steuerung und Überwachung des insoweit beschriebenen
thermischen Abschnittes der Kältemaschine ist eine elektri
sche Steuereinheit 40 vorgesehen, die über einen Leitungsbus
41 mit dem Temperatursensor 10, mit dem Temperatursensor 21,
dem Drucksensor 22 und dem Temperatursensor 31 verbunden
ist. Außerdem ist die Steuereinheit 40 über nicht weiter
dargestellte Leitungen mit den Elektromotoren 9, 16, 28 ver
bunden. Die Elektromotoren 9, 16, 28 sind Synchronmotoren mit
Permanenterregung, um einen guten Wirkungsgrad und damit
einen geringen Stromverbrauch zu erzielen und um eine gute
Steuerbarkeit sicherzustellen. Es können jedoch auch andere,
elektronisch oder mechanisch kommutierte Elektromotoren zur
Anwendung kommen.
Die Steuereinrichtung 40 ist über Solarzellen 42 mit elek
trischer Energie versorgt. Zum Puffern von Belastungsände
rungen ist ein Akkumulator 43 vorgesehen, der von der Steu
ereinrichtung 40 den anderweitig nicht benötigten Strom er
hält und der bei Spitzenbelastung Strom nachliefern kann.
Über eine Steuerleitung 44 kann die Steuereinrichtung 40
inaktiv und das übrige System abgeschaltet werden. Die Steu
ereinrichtung 40 enthält einen Speicher, der Betriebsdaten
für die Kältemaschine und insbesondere das Molliere-Diagramm
des Kältemittels enthält. Außerdem ist der Steuereinrichtung
ein die Temperatur der Umgebungsluft messender Sensor 45
zugeordnet.
Die oben beschriebene Kältemaschine arbeitet wie folgt:
Die die Platte 3 bescheinende Sonne heizt die Platte 3 und damit auch den Wärmekoppler 4 auf eine deutlich, d. h. um einige 10 K über der Temperatur der Umgebungsluft liegende Temperatur auf. Damit wird auch der unmittelbar an dem Wär mekoppler 4 liegende Temperatursensor 10 alsbald erwärmt. Sobald die Steuereinrichtung 40 anhand der von dem Tempera tursensor 10 abgegebenen Signale feststellt, daß die Tempe ratur an dem Wärmekoppler 4 eine für den Austreiber 7 erfor derliche Mindesttemperatur übersteigt, vergleicht sie den Temperaturwert mit dem Wert an dem Sensor 45. Übersteigt nun die sich durch den Vergleich ergebende Temperaturdifferenz einen für das System charakteristischen Abstandswert, schal tet die Steuereinrichtung 40 einen Wechselstrom wachsender Frequenz auf den die Pumpe 8 treibenden Elektromotor 9. Die Frequenz und damit die Pumpleistung werden von der Steuer einrichtung 40 allmählich erhöht, wobei die Frequenz auf einen Wert eingeregelt wird, bei dem die Temperatur an dem Temperatursensor 10 nicht zu weit, keinesfalls aber unter eine Mindesttemperatur absinkt, bei der der Abstandswert unterschritten wäre.
Die die Platte 3 bescheinende Sonne heizt die Platte 3 und damit auch den Wärmekoppler 4 auf eine deutlich, d. h. um einige 10 K über der Temperatur der Umgebungsluft liegende Temperatur auf. Damit wird auch der unmittelbar an dem Wär mekoppler 4 liegende Temperatursensor 10 alsbald erwärmt. Sobald die Steuereinrichtung 40 anhand der von dem Tempera tursensor 10 abgegebenen Signale feststellt, daß die Tempe ratur an dem Wärmekoppler 4 eine für den Austreiber 7 erfor derliche Mindesttemperatur übersteigt, vergleicht sie den Temperaturwert mit dem Wert an dem Sensor 45. Übersteigt nun die sich durch den Vergleich ergebende Temperaturdifferenz einen für das System charakteristischen Abstandswert, schal tet die Steuereinrichtung 40 einen Wechselstrom wachsender Frequenz auf den die Pumpe 8 treibenden Elektromotor 9. Die Frequenz und damit die Pumpleistung werden von der Steuer einrichtung 40 allmählich erhöht, wobei die Frequenz auf einen Wert eingeregelt wird, bei dem die Temperatur an dem Temperatursensor 10 nicht zu weit, keinesfalls aber unter eine Mindesttemperatur absinkt, bei der der Abstandswert unterschritten wäre.
Somit wird in dem Wärmekoppler 4 erwärmtes Wärmeübertra
gungsmittel zu dem Austreiber 7 gepumpt, dort abgekühlt und
im Kreislauf zurückgepumpt. Der Austreiber 7 und das in die
sem vorhandene Wasser-Ammoniak-Gemisch wird dadurch im
Idealfalle auf die Temperatur des Wärmekopplers 4 erwärmt.
Jedoch ist in der Realität ein gewisser, geringer Wärme- und
damit Temperaturverlust nicht zu vermeiden.
Durch die Erwärmung des Wasser-Ammoniak-Gemisches wird Ammo
niak ausgetrieben und der Systemdruck erhöht. Das Kältemit
tel hat die hohe Temperatur des Austreibers 7 und ist gas
förmig. Über die Leitung 14 strömt es in den zunächst noch
auf Umgebungstemperatur liegenden Kondensator 15, wo es sich
abkühlt und kondensiert.
Der Kondensator erwärmt sich dabei, so daß das die Meßkammer
20 durchströmende Ammoniak ebenfalls eine über der Umge
bungslufttemperatur liegende Temperatur erhält. Sobald die
in der Meßkammer 20 gemessenen Temperatur- und Druckwerte
sich der Phasengrenzlinie 50 in dem in Fig. 2 dargestellten
Mollier-Diagramm annähern, beaufschlagt die Steuereinrich
tung 40 den Elektromotor 16 mit Wechselstrom allmählich
wachsender Frequenz, so daß der Kondensator einer zunehmen
den Kühlung unterworfen wird. Im Ergebnis entfernt sich der
in Fig. 2 dargestellte Arbeitspunkt 51 wieder etwas von der
Phasengrenzlinie, in jedem Fall bleibt er jedoch in dem in
Fig. 2 mit 53 bezeichneten Bereich.
Wird die Bereichsgrenze erreicht, obwohl der Ventilator 17
mit voller Förderleistung läuft, d. h. obwohl der Elektromo
tor 16 mit der maximal möglichen Frequenz betrieben wird,
wird als weitere Gegenmaßnahme die Drehzahl der Pumpe 8 her
untergefahren, indem die Frequenz des Motorstromes von Elek
tromotor 9 verringert wird. Die Steuereinrichtung 40 über
wacht damit die von dem Temperatursensor 21 und dem Druck
sensor 22 gelieferten Temperaturwerte und stellt anhand des
in Tabellenform abgespeicherten Molliere-Diagrammes fest, ob
der Kondensator 15 Ammoniak verflüssigt.
Aus der Meßkammer 20 fließt das verflüssigte Kältemittel in
den mit einer Stickstoffüllung versehenen Verdampfer 19 ein
und verteilt sich in der saugfähigen Auskleidung. Weil der
in dem System herrschende Gesamtdruck sich aus der Summe des
mit dem Dampfdruck identischen Partialdrucks des Kältemit
tels und des Partialdrucks des Stickstoffs ist und weil der
Partialdruck des Stickstoffs vergleichsweise hoch ist, ver
dampft das Kältemittel in dem Verdampfer 19 unter Wärmeauf
nahme. Dabei sinkt die Temperatur des Verdampfers 19 erheb
lich unter die des Kondensators 15 ab. Der sich abkühlenden
Verdampfer 19 kühlt den in dem Kanal 36 geführten Luftstrom.
Aus dem Austreiber 7 fließt das weitgehend von Kältemittel
befreite Absorptionsmittel infolge thermischer Konvektion
über den Wärmetauscher 24 in den Absorptionsmittelkühler 25.
Dieser wird erwärmt, wobei sich das Absorptionsmittel etwas
abkühlt. Sobald die Steuereinrichtung 40 feststellt, das das
bei dem Temperatursensor 31 vorbeifließende Absorptionsmit
tel einen Temperaturgrenzwert überschreitet, schaltet sie
das aus dem Ventilator 27 und dem Elektromotor 28 gebildete
Gebläse ein. Dies erfolgt jedoch nur, wenn die mit dem Sen
sor 45 gemessenen Lufttemperatur niedriger als der Tempera
turgrenzwert ist. Der Temperaturgrenzwert ergibt sich aus
der Absorptionsfähigkeit des verwendeten Absorptionsmittel
bei dem gegebenen Systemdruck.
Den Systemdruck ermittelt die Steuereinrichtung 40 über den
Drucksensor 22. Die druckabhängige Absorptionsfähigkeit ist
innerhalb des in der Steuereinrichtung 40 vorgesehenen Spei
chers in Tabellenform niedergelegt.
Überschreitet die Umgebungstemperatur den Temperaturgrenz
wert, ist die Anlage ohne Druckerhöhung nicht mehr arbeits
fähig. Die Steuereinrichtung 40 schaltet deshalb in diesem
Fall alle Elektromotoren 9, 16, 28 ab, womit die Kältema
schine 1 stillgesetzt ist. Bei normalerweise vorkommenden
Umgebungstemperaturen bis zu 40°C ist dies jedoch nicht zu
erwarten.
Das in dem Absorptionsmittelkühler 25 gekühlte Absorptions
mittel läuft durch den Absorber, in dem es dem über die
Kaltdampfleitung 34 und den Wärmetauscher 35 eingeströmten
Kältemitteldampf-Stickstoff-Gemisch das Kältemittel
entzieht. Der in dem Verdampfer 19 mit Kältemitteldampf an
gereicherte Stickstoff ist infolge thermischer Konvektion
über dem Wärmetauscher 35 in den Absorber 32 eingeströmt,
wobei er sich in dem Wärmetauscher 35 erwärmt hat. Der inso
weit "gereinigte" Stickstoff verläßt den Absorber über die
Gasleitung 33, die ihn wiederum durch den Wärmetauscher 35
führt. In diesem gibt er einen großen Teil seiner gespei
cherten Wärme an den im Gegenstrom aus dem Verdampfer 19
kommenden angereicherten Stickstoff ab, wobei er sich fast
wieder auf die niedrige Verdampfertemperatur abkühlt.
Das in dem Absorber 32 mit Kältemittel angereicherte Absorp
tionsmittel fließt über den Absorptionsmittelrücklauf 29 und
den Wärmetauscher 24 wieder in den Austreiber ein. In dem
Wärmetauscher 24 erwärmt es sich an dem im Gegenstrom aus
dem Austreiber 7 ausfließenden Absorptionsmittel. Durch den
Wärmeaustausch sinkt zum einen der zum Austreiben erforder
liche Wärmebedarf und zum anderen die für den Ab
sorptionsmittelkühler 25 erforderliche Kühlleistung.
In Fig. 3 ist ein Kraftfahrzeug 60 dargestellt, bei dem als
kälteerzeugendes Mittel die Kältemaschine 1 vorgesehen ist.
Das Kraftfahrzeug 60 weist ein festes Dach 61, eine etwa
horizontal liegende Motorhaube 62 und weitere horizontale
Karosserieteile, wie bspw. eine Kofferraumklappe 63 auf. Die
Solarenergie auffangenden Solarzellen 42 und die Wärmeauf
fangfläche 2 sind in das Dach 61 und die Motorhaube 62 inte
griert. Die Wärmeauffangfläche 2 ist geteilt, sie ist zum
Teil in die Motorhaube 62 und zum Teil in das Dach 61 einge
baut. Zur übrigen Karosserie hin und zum Innenraum hin ist
die Wärmeauffangfläche mittels entsprechender Dämmstoffe
wärmeisoliert. Um einen nicht zu hohen Wärmeeintrag in den
Innenraum sicherzustellen, sind die Fenster mit Wärmeschutz
verglasung versehen.
Der Kondensator 15 und der Absorptionsmittelkühler 25 sind
in Kammern 63 eingebaut, die seitlich in der Karosserie ein
gebaut sind. In der Fig. 3 ist lediglich eine Kammer 63 dar
gestellt, in der sowohl der Absorptionsmittelkühler 25 als
auch der Kondensator 15 untergebracht sind. Die Kammer 63
ist oben mit einer Ausströmöffnung 64 und unten mit einer
Einströmöffnung 65 versehen, die beide mit luftdurchlässigen
Abdeckungen versehen sind. Die Ventilatoren 17, 27 sind
ebenfalls in der Kammer 63 so angeordnet, daß ihre Förder
richtung mit der Richtung der sich einstellenden natürlichen
thermischen Konvektion übereinstimmt.
Zur Herbeiführung einer Luftzirkulation von durch den Kanal
36 geleiteter gekühlter Zuluft in den Innenraum und aus die
sem wieder heraus, ist ein solarbetriebenes Gebläse 66 vor
gesehen. Die Karosserie weist zusätzlich eine Entlüftungs
öffnung 67 auf. Der Kanal 36 ist mit einem an die Steuerein
richtung 40 angeschlossenen zusätzlichen Temperaturfühler 68
versehen.
Der nicht weiter dargestellte Akkumulator 43 ist ein ge
schlossener Nickel-Eisen-Sammler, dessen Auf- und Entladung
von der Steuerschaltung überwacht wird. Der Akkumulator 43
kann jedoch auch mit dem im Fahrzeug ohnehin vorhandenen
Akkumulator identisch sein. Die Energieentnahme von maximal
etwa 50 W aus dem Akkumulator wird im wesentlichen durch die
Ladung über die Solarzellen 42 ausgeglichen. Die Steuer
einrichtung 40 überwacht dabei den Ladezustand des Akkumula
tors 43 und sorgt dafür, daß dieser nicht zu weit entladen
wird.
Die Arbeitsweise der in das Kraftfahrzeug 60 eingebauten
Kältemaschine 1 ist im einzelnen weiter oben beschrieben.
Zusätzlich dazu steuert die Steuereinrichtung 40 das Gebläse
66 so, daß der Verdampfer nicht zu stark erwärmt wird. Die
wird dadurch erreicht, daß die Gebläsedrehzahl so weit her
untergeregelt wird, daß die Temperatur der Zulufttemperatur
nur um einen geringen Betrag von einigen Kelvin über der
sich aus dem Systemdruck und der von dem Temperatursensor 21
ermittelten Kältemitteltemperatur optimalen Verdampfertempe
ratur liegt.
Zusätzlich kann die Innentemperatur auf einen vorbestimmten
Wert geregelt werden, wenn die Steuereinrichtung mit einem
weiteren, die Innentemperatur messenden Sensor in Verbindung
steht.
Ist die Karosserie des Kraftfahrzeuges gut isoliert und eine
unter der Umgebungstemperatur liegende Innentemperatur er
reicht, können der zur Kühlung des Kondensators 15 und des
Absorptionsmittelkühlers 25 auch geringe Mengen von Kühlluft
beigemischt werden, die dem Innenraum entnommen sind. Somit
kann der Zuluftstrom ohne weiteres Gebläse aufrechterhalten
werden, indem lediglich ständig etwas Luft aus dem Innenraum
abgesaugt wird. Das erfolgt über die ohnehin vorhandenen
Ventilatoren 17, 27. Dazu ist ein weiterer nicht dargestell
ter Luftkanal vorgesehen, der den Innenraum über eine von
der Steuereinrichtung 40 gesteuerte Umschalteinrichtung mit
der Kammer 63 verbindet. Auf diese Weise wird die Effizienz
der Kältemaschine geringfügig erhöht.
Um auch die Arbeitsfähigkeit der in das Kraftfahrzeug 60
eingebauten Kältemaschine 1 bei sehr hohen Umgebungslufttem
peraturen zu ermöglichen, kann ein Drucksteller zum einstel
len des Systemdruckes vorgesehen werden. Diese kann im ein
fachsten Falle ein durch eine Rollmembran geteiltes Druckge
fäß sein, dessen einer Halbraum mit dem System, bspw. mit
der Leitung 33 in Verbindung steht. Der andere, von der
Rollmembran abgeteilte Halbraum ist mit einer Flüssigkeit
gefüllt, die bei einer geringen Temperatur siedet. Dieser
Halbraum ist durch eine Rohrschlange beheizbar, die über ein
von der Steuereinrichtung 40 gesteuertes Ventil mit der Vor
laufleitung 5 in Verbindung steht.
Wird die Umgebungslufttemperatur so hoch ist, daß das Kälte
mittel in dem Kondensator 15 nicht mehr kondensieren kann,
öffnet die Steuereinrichtung 40 das Ventil, so daß erwärmtes
Wärmeübertragungsmittel aus der Vorlaufleitung in die Rohr
schlange strömt, die den flüssigkeitsgefüllten Halbraum be
heizt. Dadurch fängt die Flüssigkeit an zu sieden, wodurch
die Rollmembran in den anderen Halbraum gedrückt wird, was
den Systemdruck erhöht. Wenn er so weit gestiegen ist, daß
das Kältmittel in dem Kondensator wieder kondensiert, wird
das Ventil wieder geschlossen.
In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Käl
temaschine 1 dargestellt. Auf den Kreislauf des Wärmeüber
tragungsmittels ist hier verzichtet worden. Statt dessen
steht der Absorber 7 in direktem Wärmekontakt mit der Wärmeauffangfläche
2. Der Kreislauf des Absorptionsmittels ist
hier durch eine Absorptionsmittelpumpe 70 aufrechterhalten,
die von einem von der Steuereinrichtung 40 gesteuerten Elek
tromotor 71 angetrieben wird.
Anstelle einer Auskleidung mit Metallwatte kann der Verdamp
fer 19 auch mit einer Kugelschüttung aus relativ großen hoh
len oder voll ausgebildeten Kugeln 72 gefüllt werden. Die
Kugeln können an der Oberfläche angerauht werden.
Auch der Absorber kann mit einer Kugelschüttung versehen
werden, über die das Absorptionsmittel im Gegenstrom gegen
den mit Kältemitteldampf angereicherten Stickstoff rinnt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Kältemaschine 1 kann
auf die Pumpe 8 verzichtet werden, wenn als ein Wärmeüber
tragungsmittel eine Flüssigkeit mit einer Dichteanomalie
verwendet wird. Die Dichte der Flüssigkeit nimmt mit Erwar
mung über einen festgelegten Temperaturbereich infolge inne
rer Strukturänderungen zu. Der Wärmetransport infolge natür
licher Konvektion erfolgt dann nicht von unten nach oben,
sondern in umgekehrter Richtung.
Außerdem kann bei der Ausführungsform nach Fig. 4 auf die
Pumpe 70 verzichtet werden, wenn der Austreiber 7 und der
Absorber 32 im wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnet
sind. Der Kreislauf des Absorptionsmittels ergibt sich dann
auf Grund der durch die Wärmedifferenzen vorhandenen Dichte
unterschiede.
Darüberhinaus kann auf den separaten Absorptionsmittelkühler
25 auch verzichtet werden, wenn an dessen Stelle der Absor
ber 32 gekühlt wird, also wenn der Absorber 32 und der Ab
sorptionsmittelkühler zu einer baulichen Einheit verbunden
sind.
Bei einem in Fig. 5 dargestellten Wohnmobil ist eine Ausfüh
rungsform einer Kältemaschine 80 verwendet, die insbesondere
zum Dachaufbau in einer Ebene vorgesehen ist. Sie ist des
halb auch für Wohnanhänger o.a. geeignet. Die Kältemaschine
80 entspricht den in Fig. 1 und 2 dargestellten Kältemaschi
nen 1 weitgehend. Jedoch ist auf eine Pumpe zum Umwälzen des
Wärmeübertragungsmittels oder des Absorptionsmittels verzich
tet worden. Der Kreislauf kommt ausschließlich durch die
sich mit der Erwärmung und Abkühlung verbundenen Dichteun
terschiede zustande. Die Wärmeauffangfläche 2 ist dazu etwa
parallel zu dem Fahrzeugdach, jedoch tiefer als der Austrei
ber 7 angeordnet.
Auf gleicher Hohe sind der Absorptionsmittelkühler 25 und
der Kondensator 15 angeordnet. Diese sind in einem Gehäuse
81 untergebracht, das von unten her zugänglich ist und dort
Lufteinströmöffnungen 82 aufweist. An seiner Oberseite ist
eine mit einem Kamin 83 versehene Ausströmöffnung 84 vorge
sehen. Der sich einstellende natürliche Kamineffekt führt
Kühlluft durch das Gehäuse 81, so daß zur Unterstützung al
lenfalls Ventilatoren mit geringer Leistung erforderlich
sind. Gegebenenfalls kann auf diese auch ganz verzichtet
werden. Zur Verbesserung des Kamineffektes kann der Kamin 83
außen geschwärzt werden, so daß er sich bei Sonneneinstrah
lung erwärmt. Außerdem kann er abnehmbar oder einziehbar
ausgebildet sein. Wenn das Gehäuse 81 frei hängend über die
Seiten-, Hinder- oder Vorderwand der Karosserie ragt, nehmen
die Lufteinströmöffnungen relativ kühle Luft auf, die ins
besondere nicht oder nur unwesentlich von warmen Karosserie
teilen erwärmt worden ist.
Zur Herbeiführung eines Luftaustausches und einer Kühlung
des Innenraumes, ist das Dach mit einem Abzugskamin 85 ver
sehen, der in der Art eines Rohres aufrecht auf dem Dach
steht. Um einen Kamineffekt herbeizuführen, ist der Abzugs
kamin außen geschwärzt, so daß er sich bei Sonneneinstrah
lung erwärmt. Es kann abnehmbar oder einziehbar ausgelegt
sein.
Die in den Innenraum strömende Zuluft wird durch den eben
falls auf dem Dach angeordneten Verdampfer 19 geführt. Durch
die Abkühlung an dem Verdampfer nimmt die Dichte der Zuluft
zu, so daß der Zuluftstrom und der Lüftungseffekt unter
stützt werden.
Zur Regelung der Kältemaschine 80 ist die Steuereinrichtung
40 vorgesehen, die in erster Linie den Wärmeeintrag in den
Austreiber überwacht und die Innentemperatur regelt. Zur
Steuerung des Wärmeeintrages in den Austreiber 7 ist in der
Vorlaufleitung 5 ein Ventil vorgesehen, das von der Steuer
einrichtung 40 betätigt wird. Außerdem kann an dieser Kälte
maschine der ebenfalls von der Steuereinrichtung gesteuerte
Drucksteller vorgesehen sein.
Weil bei dieser Ausgestaltung der Kältemaschine 80 allen
falls Ventilatoren mit geringer Leistung, für den Normalbe
trieb jedoch keinerlei Ventilatoren oder Pumpen erforderlich
sind, ist der Bedarf an Elektroenergie sehr gering. Deshalb
sind die zur Stromversorgung erforderlichen Solarzellen sehr
klein.
Wegen des geringen Strombedarfs kann auf sie auch gänzlich
verzichtet werden. Der erforderliche Strom wird dann der
ohnehin vorhandenen Bordbatterie entnommen.
Claims (43)
1. Kältemaschine (1), die mit einem Kältemittel und mit
einem Absorptionsmittel arbeitet, insbesondere zur
Kühlung des Innenraumes von Kraftfahrzeugen (6),
mit einem Austreiber (7), der mit einer durch Sonnen einstrahlung beheizten Wärmeauffangfläche (2) in ther mischer Verbindung steht, zum wenigstens teilweisen Trennen des Kältemittels von dem Absorptionsmittel,
mit einem an den Austreiber (7) angeschlossenen, das ausgetriebene Kältemittel aufnehmenden Kondensator (15), der von Umgebungsluft gekühlt ist, um das ausge triebene Kältemittel zu kondensieren,
mit einem mit dem Kondensator (15) verbundenen Verdamp fer (19), dem das kondensierte Kältemittel zugeführt ist und der mit einem zu kühlenden Wärmeträger in ther mischer Verbindung steht,
mit einem mit dem Verdampfer (19) in Verbindung stehen den Absorber (32), dem das gekühlte kältemittelarme Ab sorptionsmittel zugeführt ist und der über eine kälte mittelreiches Absorptionsmittel führende Leitung (29) an den Austreiber (7) angeschlossen ist.
mit einem Austreiber (7), der mit einer durch Sonnen einstrahlung beheizten Wärmeauffangfläche (2) in ther mischer Verbindung steht, zum wenigstens teilweisen Trennen des Kältemittels von dem Absorptionsmittel,
mit einem an den Austreiber (7) angeschlossenen, das ausgetriebene Kältemittel aufnehmenden Kondensator (15), der von Umgebungsluft gekühlt ist, um das ausge triebene Kältemittel zu kondensieren,
mit einem mit dem Kondensator (15) verbundenen Verdamp fer (19), dem das kondensierte Kältemittel zugeführt ist und der mit einem zu kühlenden Wärmeträger in ther mischer Verbindung steht,
mit einem mit dem Verdampfer (19) in Verbindung stehen den Absorber (32), dem das gekühlte kältemittelarme Ab sorptionsmittel zugeführt ist und der über eine kälte mittelreiches Absorptionsmittel führende Leitung (29) an den Austreiber (7) angeschlossen ist.
2. Kältemaschine nach Anspruch 1, mit einem von der Umge
bungsluft gekühlten Absorptionsmittelkühler (25) zum
Kühlen des von dem Austreiber (7) abgegebenen kältemit
telarmen Absorptionsmittels.
3. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die thermische Verbindung zwischen dem Austreiber
(7) und der Wärmeauffangfläche (2) durch ein in einem
geschlossenen Kreislauf zirkulierendes flüssiges Wärme
transportmittel hergestellt ist.
4. Kältemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das in dem geschlossenen Kreislauf zirkulierende
Wärmetransportmittel mittels einer Pumpe (8) umgewälzt
wird.
5. Kältemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die das Wärmetransportmittel umwälzende Pumpe (8)
eine solarbetriebene Pumpe (8) ist.
6. Kältemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die das Wärmetransportmittel umwälzende Pumpe (8)
eine von einem Elektromotor (9) angetriebene Pumpe (8)
ist.
7. Kältemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das in dem geschlossenen Kreislauf zirkulierende
Wärmetransportmittel infolge der durch Erwärmung auf
tretenden Dichteunterschiede selbsttätig umgewälzt
wird.
8. Kältemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das in dem geschlossenen Kreislauf zirkulierende
Wärmetransportmittel wenigstens in einem Teilbereich
mit zunehmender Temperatur eine zunehmende Dichte auf
weist.
9. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeauffangfläche (2) im wesentlichen horizon
tal angeordnet ist.
10. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Austreiber (7) einer mittels einer Spiegelan
ordnung konzentrierten Sonneneinstrahlung ausgesetzt
ist.
11. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kondensator (15) der direkten Sonneneinstrah
lung entzogen ist.
12. Kältemaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kondensator (15) als zwangsbelüfteter Kühler
ausgebildet ist.
13. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Absorptionsmittelkühler (25) der direkten Son
neneinstrahlung entzogen ist.
14. Kältemaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Absorptionsmittelkühler (25) als zwangsbelüf
teter Kühler ausgebildet ist.
15. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Absorber (32) und den Austreiber (7)
eine einen Absorptionsmittelkreislauf auf rechterhalten
de Pumpe (70) geschaltet ist.
16. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe eine von einem Elektromotor (71) an
getriebene Pumpe (70) ist.
17. Kältemaschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pumpe (70) solarbetrieben ist.
18. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kältemaschine (1) ein geschlossenes, im wesent
lichen unter einem einheitlichen Druck stehendes System
ist.
19. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdampfer (19) ein Gefäß mit vergrößerter in
nerer Oberfläche ist.
20. Kältemaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdampfer (19) an seiner Innenfläche mit einem
für noch unverdampftes Kältemittel saugfähigen Flächen
gebilde ausgekleidet ist.
21. Kältemaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdampfer (19) in seinem Innenraum mit einer
Kugelschüttung aus wärmeleitfähigen Kugeln (72) wenig
stens teilweise gefüllt ist.
22. Kältemaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß die wärmeleitfähigen Kugeln (72) Metallkugeln sind.
23. Kältemaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß die wärmeleitfähigen Kugeln (72) Metallkugeln mit
angerauhter Oberfläche sind.
24. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdampfer (19) ein Gas enthält, dessen
Dampfdruck bei der Arbeitstemperatur des Verdampfers
(19) erheblich über dem Dampfdruck des Kältemittels
liegt.
25. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Kältemaschine eine Steuereinrichtung (40)
zum Überwachen und Steuern der Arbeitsweise der Kälte
maschine (1) vorgesehen ist.
26. Kältemaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (40) mit einem Drucksensor
(22) und einem Temperatursensor (21) verbunden sind,
die in einer nach dem Kondensator (15) in der Kühlmit
telleitung (14) angeordneten Meßkammer (20) vorgesehen
sind.
27. Kältemaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (40) mit einem in einer Vor
laufleitung (5) für das Wärmeübertragungsmittel liegen
den Temperatursensor (10) verbunden ist.
28. Kältemaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (40) mit einem Lufttemperatur
messenden Sensor (45) verbunden ist.
29. Kältemaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (40) mit einem die Temperatur
des den Absorptionsmittelkühler verlassenden Absorp
tionsmittels messenden Sensor (31) in Verbindung steht.
30. Kältemaschine nach Anspruch 6 oder 16 und 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40) die
Elektromotoren (9, 71) sowie weitere Motoren (16, 28)
in ihrer Drehzahl steuert, die Ventilatoren (17, 27)
zur Kühlung des Kondensators (15) und des Absorptions
mittelkühlers (25) antreiben.
31. Verfahren zum Betreiben der Kältemaschine (1) nach An
spruch 1, bei dem
der Austreiber (7) mittels von der Wärmeauffangfläche (2) gelieferter Wärme dosiert erhitzt wird, sobald die Temperatur der Wärmeauffangfläche (2) einige 10 k über der Umgebungslufttemperatur liegt,
eine Zwangskühlung des Kondensators (15) eingeleitet wird, wenn die Kältemitteltemperatur die Kondensation stemperatur des Kältemittels nur noch geringfügig un terschreitet,
eine Zwangskühlung des Absorptionsmittelkühlers (15) eingeleitet wird, wenn die Temperatur des Absorptions mittel eine vorgegebene Grenztemperatur überschreitet,
die Wärmezufuhr zu dem Austreiber (7) reduziert wird, wenn die Kältemitteltemperatur trotz maximaler Zwangs kühlung des Kondensators (15) zu hoch liegt.
der Austreiber (7) mittels von der Wärmeauffangfläche (2) gelieferter Wärme dosiert erhitzt wird, sobald die Temperatur der Wärmeauffangfläche (2) einige 10 k über der Umgebungslufttemperatur liegt,
eine Zwangskühlung des Kondensators (15) eingeleitet wird, wenn die Kältemitteltemperatur die Kondensation stemperatur des Kältemittels nur noch geringfügig un terschreitet,
eine Zwangskühlung des Absorptionsmittelkühlers (15) eingeleitet wird, wenn die Temperatur des Absorptions mittel eine vorgegebene Grenztemperatur überschreitet,
die Wärmezufuhr zu dem Austreiber (7) reduziert wird, wenn die Kältemitteltemperatur trotz maximaler Zwangs kühlung des Kondensators (15) zu hoch liegt.
32. Kraftfahrzeug (60)
mit einer einen Innenraum umschließenden Karosserie, die im wesentlichen waagerecht liegende ebene Karosse rieteile (61, 62, 63) aufweist,
mit einer Kühleinrichtung, bei der als kälteerzeugende Einrichtung die Kältemaschine (1) nach einem der An spruche 1 bis 30 vorgesehen ist.
mit einer einen Innenraum umschließenden Karosserie, die im wesentlichen waagerecht liegende ebene Karosse rieteile (61, 62, 63) aufweist,
mit einer Kühleinrichtung, bei der als kälteerzeugende Einrichtung die Kältemaschine (1) nach einem der An spruche 1 bis 30 vorgesehen ist.
33. Kraftfahrzeug nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühleinrichtung eine Zu- oder Umluft kühlenden
Klimaanlage ist, bei der der Zu- oder Umluftstrom in
thermischer Verbindung mit dem Verdampfer (19) steht.
34. Kraftfahrzeug nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühleinrichtung ein Kühlschrank ist.
35. Kraftfahrzeug nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeauffangfläche (2) in wenigsten eines der
waagerecht liegenden Karosserieteile (61, 62, 63) inte
griert ist.
36. Kraftfahrzeug nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kondensator (15) und der Absorptionsmittelküh
ler (25) in wenigstens einer in der Karosserie vorgese
henen, mit Lüftungsöffnungen (64, 65) versehenen Kammer
(63) angeordnet sind.
37. Kraftfahrzeug nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet,
daß die wenigstens eine Kammer (63) einer Zwangslüftung
durch einen Ventilator unterworfen ist.
38. Kraftfahrzeug nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer (63) wenigstens eine mit der Außenluft
in Verbindung stehende Ansaugöffnung (65) und we
nigstens eine Abluftöffnung (64) aufweist.
39. Kraftfahrzeug nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ansaugöffnung (65) tiefer als die Abluftöffnung
angeordnet (64) ist.
40. Kraftfahrzeug nach Anspruch 37 und 39, dadurch ge
kennzeichnet, daß Kammer (63) eine in den Innenraum
mündende Ansaugöffnung aufweist.
41. Kraftfahrzeug nach Anspruch 37 und 39, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen der Kammer (63) und den An
saugöffnungen eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist.
42. Kraftfahrzeug nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet,
daß die in den Innenraum führende Ansaugöffnung teil
weise mit der Kammer verbunden ist, wenn die in dem
Innenraum herrschende Lufttemperatur niedriger ist als
die Umgebungslufttemperatur, und daß ansonsten die mit
der Außenluft in Verbindung stehende Ansaugöffnung mit
der Kammer verbunden ist.
43. Kraftfahrzeug nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet,
daß die über die in den Innenraum führende Ansaugöff
nung aus dem Innenraum entnommene Luftmenge niedriger
ist als die Menge der über die andere Ansaugöffnung
angesaugte Außenluft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4321479A DE4321479A1 (de) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Kältemaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4321479A DE4321479A1 (de) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Kältemaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4321479A1 true DE4321479A1 (de) | 1995-01-05 |
Family
ID=6491422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4321479A Withdrawn DE4321479A1 (de) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Kältemaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4321479A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29607452U1 (de) * | 1996-04-24 | 1996-07-18 | Sinemus Kai | Kühlwagen |
DE19545450A1 (de) * | 1995-12-06 | 1997-07-17 | Abb Patent Gmbh | Einrichtung zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraumes eines elektrisch betriebenen Fahrzeuges |
FR2878940A1 (fr) * | 2004-12-06 | 2006-06-09 | Guy Karsenti | Dispositif de climatisation du genre pompe a chaleur par absorption, en particulier pour enceintes de faible volume, et enceinte le comportant |
WO2010009490A1 (de) * | 2008-07-25 | 2010-01-28 | Sinon Invest Holding Gmbh | Einrichtung zum kühlen eines innenraumes einer immobilie oder einer mobileinrichtung |
DE112004002342B4 (de) * | 2003-12-05 | 2013-06-06 | Showa Denko K.K. | Fahrzeugklimatisierung mit einem Kältekreislauf mit überkritischem Kältemittel |
CN104654657A (zh) * | 2014-06-09 | 2015-05-27 | 广西腾博再生能源有限公司 | 热能制冷机 |
DE102021101210A1 (de) | 2021-01-21 | 2022-07-21 | Audi Aktiengesellschaft | Temperaturregulierung durch Leitung von Strahlung |
-
1993
- 1993-06-28 DE DE4321479A patent/DE4321479A1/de not_active Withdrawn
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19545450A1 (de) * | 1995-12-06 | 1997-07-17 | Abb Patent Gmbh | Einrichtung zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraumes eines elektrisch betriebenen Fahrzeuges |
DE19545450C2 (de) * | 1995-12-06 | 2000-06-29 | Abb Patent Gmbh | Einrichtung zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraumes eines elektrisch betriebenen Fahrzeuges |
DE29607452U1 (de) * | 1996-04-24 | 1996-07-18 | Sinemus Kai | Kühlwagen |
DE112004002342B4 (de) * | 2003-12-05 | 2013-06-06 | Showa Denko K.K. | Fahrzeugklimatisierung mit einem Kältekreislauf mit überkritischem Kältemittel |
FR2878940A1 (fr) * | 2004-12-06 | 2006-06-09 | Guy Karsenti | Dispositif de climatisation du genre pompe a chaleur par absorption, en particulier pour enceintes de faible volume, et enceinte le comportant |
WO2006061483A1 (fr) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Guy Karsenti | Dispositif de climatisation du genre pompe a chaleur par absorption, en particulier pour enceintes de faible volume, et enceinte le comportant |
WO2010009490A1 (de) * | 2008-07-25 | 2010-01-28 | Sinon Invest Holding Gmbh | Einrichtung zum kühlen eines innenraumes einer immobilie oder einer mobileinrichtung |
CN104654657A (zh) * | 2014-06-09 | 2015-05-27 | 广西腾博再生能源有限公司 | 热能制冷机 |
DE102021101210A1 (de) | 2021-01-21 | 2022-07-21 | Audi Aktiengesellschaft | Temperaturregulierung durch Leitung von Strahlung |
DE102021101210B4 (de) | 2021-01-21 | 2023-11-09 | Audi Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Temperaturregulierung durch Leitung von Strahlung, Kraftfahrzeug damit und Verfahren dafür |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |