DE60118588T2

DE60118588T2 - Fahrzeugklimaanlage unter verwendung eines überkritischen kreislaufes

Info

Publication number: DE60118588T2
Application number: DE60118588T
Authority: DE
Inventors: Mohamed Ben Yahia
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: AU2002212405A1; EP1325269B1; ES2261492T3; DE60118588D1; US6786057B2; US20030159452A1; FR2815397B1; FR2815397A1; JP2004511747A; WO2002031416A1; EP1325269A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs, und ein Verfahren zum Steuern eines Kühlmittelkreislaufs in einer solchen Vorrichtung, wobei der Kreislauf einen Verdichter umfasst, der das Kühlmittel im gasförmigen Zustand aufnehmen und verdichten kann, einen Kühlmittelkühler, der das durch den Verdichter komprimierte Kühlmittel bei einem im wesentlichen konstanten Druck kühlen kann, wobei Wärme an ein erstes Medium übertragen wird, ein Druckminderventil, das den Druck des aus dem Kühlmittelkühler austretenden Kühlmittels senken kann, wobei es zumindest teilweise in den flüssigen Zustand überführt wird, und einen Verdampfer, der das Kühlmittel, das im flüssigen Zustand von dem Druckminderventil kommt, bei einem im wesentlichen konstanten Druck in den gasförmigen Zustand überführen kann, wobei Wärme einem zweiten Medium entzogen wird, um den zu klimatisierenden Bereich zu kühlen, wobei das auf diese Weise verdampfte Kühlmittel dann von dem Verdichter angesaugt wird, und der Kreislauf außerdem einen internen Wärmetauscher enthält, der ermöglicht, dass das Kühlmittel, das auf einer ersten Strecke des internen Wärmetauschers zwischen dem Kühlmittelkühler und dem Druckminderventil zirkuliert, Wärme an das Kühlmittel abgibt, das auf einer zweiten Strecke des internen Wärmetauschers zwischen dem Verdampfer und dem Verdichter zirkuliert.
Um für die Umwelt schädliche Auswirkungen von Fluorverbindungen zu vermeiden, die gewöhnlich als Kühlmittel bei der Klimatisierung von Kraftfahrzeugen Anwendung finden, ist die Verwendung von Kohlendioxid CO₂ zu empfehlen.
Diese Verbindung weist einen relativ niedrigen kritischen Druck auf, der bei der Verdichtung des Kühlmittels durch den Verdichter überschritten wird, so dass das Kühlmittel dann ohne Phasenänderung von dem Kühlmittelkühler gekühlt wird, der den Kondensator des gewöhnlichen Kreislaufs ersetzt. Bei fehlender Phasenänderung ermöglicht nur die Absenkung der Temperatur des Kühlmittels im Kühler die Abführung von Wärmeenergie. Da diese Abführung im allgemeinen in einem Atmosphärenluftstrom erfolgt, ist es erforderlich, dass die Temperatur des in den Kühler eintretenden Kühlmittels im wesentlichen über der Temperatur der Atmosphäre liegt. Aus diesem Grund findet ein interner Wärmetauscher Anwendung, der es ermöglicht, das Kühlmittel zu erwärmen, wenn es zwischen Verdampfer und Kühler zirkuliert, und es zu kühlen, wenn es zwischen Kühler und Druckminderer zirkuliert, wie dies in der EP 1 014 013 A1 offenbart ist.
Der Wirkungsgrad η des internen Wärmetauschers, der durch die Gleichung [1] η = (T_ec – T_sé)/(T_sr – T_sé) dargestellt wird, in welcher T_ec, T_sé und T_sr jeweils Temperaturen am Eingang des Verdichters, am Ausgang des Verdampfers bzw. am Ausgang des Kühlers sind, ist eine abfallende Funktion der diesen durchströmenden Kühlmitteldurchsatzmenge gemäß der Gleichung [2] η = a·Q^b, wobei a und b charakteristische Konstanten des internen Wärmetauschers sind.
Die vorangehenden Angaben treffen nur dann zu, wenn der interne Wärmetauscher vom Verdampfer Kühlmittel im vollständig gasförmigen Zustand erhält. Wenn er dagegen Kühlmittel im flüssigen Zustand erhält, ist sein Wirkungsgrand stark vermindert.
Ziel der Erfindung ist, den Betrieb des Kreislaufs so zu optimieren, dass dieser Nachteil vermieden wird.
Damit andererseits der vom Verdampfer gekühlte Luftstrom eine gleichmäßige Temperatur aufweist, ist es erforderlich, dass der Verdampfer keinen Überhitzungsbereich enthält, d. h. mit anderen Worten, dass das Kühlmittel bis zum Ende seiner Wegstrecke im Verdampfer verdampft.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, dieser Bedingung zu genügen.
Die Erfindung zielt insbesondere auf ein Verfahren der einleitend definierten Art ab und sieht vor, dass eine erste Bedingung überwacht wird, welche das Vorhandensein von Kühlmittel im flüssigen Zustand in der ersten Wegstrecke aufzeigen kann, und dass die Kühlmitteldurchsatzmenge in dem Kreislauf vermindert wird, wenn die erste Bedingung erfüllt ist.
Diese Regelungsart, die auf einem thermodynamischen Prinzip basiert, ermöglicht eine schnelle Stabilisierung der Funktion des Kreislaufs ohne Schwingung. Sie vermeidet insbesondere die Erscheinung von Kältespitzen bei Beschleunigung des Fahrzeugs.
Optionale Merkmale der Erfindung sind als Ergänzung oder Variante nachfolgend erwähnt, wonach:

– die erste Bedingung darin besteht, dass der Wirkungsgrad η des internen Wärmetauschers, dargestellt durch die Gleichung [1]
in welcher T_ec, T_sé und T_sr jeweils Temperaturen am Eingang des Verdichters, am Ausgang des Verdampfers bzw. am Ausgang des Kühlers sind, niedriger ist als ein Referenzwert η₀,
– ferner eine zweite Bedingung überwacht wird, die das Bestehen eines Überhitzungsbereichs in dem Verdampfer aufzeigen kann, und die Kühlmitteldurchsatzmenge in dem Kreislauf erhöht wird, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist,
– die zweite Bedingung darin besteht, dass der Wirkungsgrad η, wie er in Anspruch 2 definiert ist, größer oder gleich einem Referenzwert η₀ ist,
– die Kühlmitteldurchsatzmenge im wesentlichen auf den Maximalwert eingestellt wird, der mit einem Wirkungsgrad η kompatibel ist, der nicht kleiner als der Referenzwert ist,
– als Referenzwert unabhängig von dem Wert der Durchsatzmenge der Wert η_m eingestellt wird, der von dem Wirkungsgrad η angenommen wird, wenn die Durchsatzmenge maximal ist und die zweite Wegstrecke kein Kühlmittel im flüssigen Zustand enthält,
– als Referenzwert für einen bestimmten Wert Q_p der Durchsatzmenge der Wert η_m eingestellt wird, der von dem Wirkungsgrad η angenommen wird, wenn die zweite Wegstrecke kein Kühlmittel im flüssigen Zustand enthält,
– die Durchsatzmenge durch Einwirken auf das Druckminderventil eingestellt wird,
– zum Auswerten von η auf der Basis von der Gleichung [1] für mindestens eine der Temperaturen ein Wert verwendet wird, der mittels eines Messfühlers in thermischem Kontakt mit dem Kühlmittel gemessen wird,
– zum Auswerten von η auf der Basis von der Gleichung [1], zur Darstellung von T_sé die Temperatur eines Luftstroms verwendet wird, der den Verdampfer geflutet hat und das zweite Medium bildet,
– T_ec mit einem Sollwert T_{ec_cons} verglichen wird, so dass
und angenommen wird, dass η kleiner bzw. größer ist als der Referenzwert, wenn T_ec kleiner bzw. größer als der Sollwert ist,
– der Verdichter vom Typ mit variablem Hubraum und externer Steuerung ist,
– der Verdichter das Kühlmittel auf einen überkritischen Druck verdichtet.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs, die zum Durchführen des Verfahrens wie oben definiert geeignet ist, mit einem Kühlmittelkreislauf wie definiert, Überwachungsmitteln zum Überwachen einer ersten Bedingung, welche das Vorhandensein von Kühlmittel im flüssigen Zustand in der zweiten Wegstrecke aufzeigen kann, und optional einer zweiten Bedingung, die das Bestehen eines Überhitzungsbereichs in dem Verdampfer aufzeigen kann, und mit Mitteln, um die Kühlmitteldurchsatzmenge in dem Kreislauf in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überwachung zu steuern.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zumindest bestimmte der nachfolgenden Besonderheiten aufweisen, wonach:

– die Überwachungsmittel Mittel enthalten, um die Temperaturen T_ec, T_sé und T_sr jeweils am Eingang des Verdichters, am Ausgang des Verdampfers bzw. am Ausgang des Kühlers auszuwerten, sowie Mittel, um ausgehend von diesen den Wirkungsgrand η des internen Wärmetauschers auf der Basis von der Gleichung [1] zu berechnen:
und Mittel, um den Wirkungsgrad η mit einem Referenzwert zu vergleichen,
– sie Mittel enthält, um die Kühlmitteldurchsatzmenge in dem Kreislauf zu bestimmen und ausgehend von dieser den Referenzwert zu definieren,
– die Mittel zum Auswerten der Temperaturen zumindest einen Temperaturfühler in thermischem Kontakt mit dem Kühlmittel enthalten,
– die Mittel zum Auswerten der Temperatur T_sé einen Temperaturfühler in thermischem Kontakt mit einem Luftstrom enthalten, der den Verdampfer geflutet hat.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
1 ist ein Diagramm, das die Änderung des Wirkungsgrads η in Abhängigkeit von der Durchsatzmenge Q des Kühlmittels bei einem internen Wärmetauscher typischer Art zeigt, der bei dem Verfahren und bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendbar ist.
2 ist ein Schaltbild eines Kühlmittelkreislaufs, der zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört.
3 ist ein Funktionsschaubild, welches das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung darstellt.
2 zeigt den bekannten Aufbau eines Kreislaufs zur Klimatisierung des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs, bei dem als Kühlmittel Kohlendioxid in einem superkritischen thermodynamischen Kreis verwendet wird. Ein Verdichter 1 verdichtet das Kühlmittel, um es im superkritischen Zustand zu fördern, wonach das Kühlmittel durch einen Kühlmittelkühler 2 strömt. Das vom Kühler 2 austretende Kühlmittel durchströmt eine Wegstrecke 3-1 eines internen Wärmetauschers 3, tritt dann durch ein Druckmindervntil 4, um zu einem Verdampfer 5 zu gelangen. Dem Verdampfer nachgelagert fließt das Kühlmittel durch ein Reservoir 6, durchströmt eine Wegstrecke 3-2 des internen Wärmetauschers 3, bevor es zu dem Verdichter 1 zurückkehrt. Die Wegstrecken 3-1 und 3-2 liegen nebeneinander und sind gegenläufig, d. h. dass der Einlass e1 und der Auslass s1 der Wegstrecke 3-1 an den Auslass s2 bzw. an den Einlass e2 der Wegstrecke 3-2 angrenzen. Unter diesen Bedingungen wird für den internen Wärmetauscher ein Wirkungsgrad η definiert, der durch folgende Gleichung [1] dargestellt wird:
in welcher T_ec, T_sé und T_sr jeweils Temperaturen des Kühlmittels am Eingang des Verdichters 1 (bzw. am Ausgang s2), am Ausgang des Verdampfers 5 (bzw. am Eingang e2) und am Ausgang des Kühlers 2 (bzw. am Eingang e1) sind.
Festzustellen ist, dass dann, wenn der interne Wärmetauscher ausschließlich von Kühlmittel im gasförmigen Zustand durchströmt wird, der Wirkungsgrad η abfallende Funktion von der Massendurchsatzmenge Q des Kühlmittels in dem Kreislauf gemäß einer Kurve ist, die beispielhaft mit der Kurve C₁ in 1 dargestellt ist. Diese Kurve verläuft von einem Punkt A zu einem Punkt B, die der minimalen bzw. der maximalen Durchsatzmenge entsprechen, die in dem Kreislauf erreicht werden können. Zwischen diesen hängt sie nur von den geometrischen Eigenschaften des internen Wärmetauschers und von der Beschaffenheit des Kühlmittels ab.
Die oben genannte Bedingung ist nur dann erfüllt, wenn die thermische Last des Kreislaufs ausreicht, um es dem Verdampfer zu ermöglichen, das Kühlmittel vollständig bis zu seiner maximalen Durchsatzmenge zu verdampfen. Andernfalls folgt der Wirkungsgrad der Kurve C₁ nur bis zu einem Punkt L, welcher der Grenzdurchsatzmenge entspricht, die im Verdampfer verdampft werden kann. Über diese Grenzdurchsatzmenge hinaus erhält der interne Wärmetauscher von dem Verdampfer Kühlmittel im flüssigen Zustand, wodurch der Wirkungsgrad gemäß dem annähernd senkrechten Kurvenabschnitt C₂ schlagartig abfällt, gefolgt von einem im wesentlichen waagrechten Kurvenabschnitt C₃, bei dem der Wirkungsgrad praktisch null ist.
In 3, die eine erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung darstellt, ist der Kreislauf aus 1 ersichtlich, der sich aus den Elementen 1 bis 6 zusammensetzt, denen ein Durchsatzmengenmesser 7 hinzugefügt ist, der dem Verdampfer 5 vorgelagert ist, so dass er den Massendurchsatz des Kühlmittels misst, das ihn im flüssigen Zustand durchströmt, sowie zwei Temperaturfühler 10 und 11, die jeweiligen Ausleseblöcken 12 und 13 zugeordnet sind, welche dazu bestimmt sind, die Temperatur des Kühlmittels zwischen Auslass des Kühlmittelkühlers 2 und Einlass e1 der Wegstrecke 3-1 des internen Wärmetauschers 3 und zwischen Auslass s2 der Wegstrecke 3-2 des letztgenannten und Einlass des Verdichters 1 zu messen. Ein weiterer Fühler 14, der dem Ausleseblock 15 zugeordnet ist, misst die Temperatur eines Luftstroms F, nachdem er den Verdampfer 5 unter der Wirkung eines Pulsators 16 durchströmt hat, wobei dieser Luftstrom dazu bestimmt ist, in den Fahrgastraum des Fahrzeugs gerichtet zu werden, um die in diesem herrschende Temperatur einzustellen.
Erfindungsgemäß werden die Temperatur T_sr am Auslass des Kühlers 2 (bzw. am Einlass e1) und die Temperatur der gekühlten Luft über die Blöcke 12 und 15 jeweils zu einem Verarbeitungsblock 17 geleitet, der auch mit dem Durchsatzmengenmesser 7 verbunden ist, welcher ausgehend von diesen Messwerten – falls erforderlich korrigiert zwecks Berücksichtigung der Abweichung zwischen Temperatur der gekühlten Luft und Temperatur T_sé am Auslass des Verdampfers 2 (bzw. am Einlass e2) – einen Sollwert T_{ec_cons} berechnet, welchen die Temperatur T_ec des Kühlmittels am Einlass des Verdichters 1 (bzw. am Auslass s2) haben sollte, damit der Wirkungsgrad η des internen Wärmetauschers 3, berechnet nach der Gleichung [1], einen Referenzwert η_p annimmt, der gleich der Ordinate des Punkts P der Kurve C₁ ist, welche als Abszisse die von dem Fühler 7 gemessene Durchsatzmenge Q_p hat. Der tatsächliche Wert von T_ec, der von dem Block 13 geliefert wird, wird von einem Komparator 18 mit diesem Sollwert verglichen. Wenn T_ec < T_{ec_cons} ist, bedeutet dies, dass der tatsächliche Wirkungsgrad kleiner ist als der Referenzwert und dass folglich der den Wirkungsgrad im Diagramm nach 1 darstellende Punkt unterhalb der Kurve C₁ und damit auf einem der Abschnitte C₂ und C₃ liegt, was das Vorhandensein von Flüssigkeit im internen Wärmetauscher angibt. Der Komparator 18 erstellt dann ein Fehlersignal 19, das einem Regulator 20 übertragen wird, welcher auf einen Steuerblock 21 einwirkt, der das Druckminderventil 4 so ansteuert, dass es die Durchsatzmenge vermindert.
Wenn dagegen T_ec = T_{ec_cons} ist, bedeutet dies, dass der interne Wärmetauscher Kühlmittel vollständig im gasförmigen Zustand enthält und dass der den Wirkungsgrad im Diagramm von 1 darstellende Punkt auf der Kurve C₁ liegt. Diese Gleichheit ermöglicht es jedoch nicht, zwischen den drei nachfolgenden Fällen zu unterscheiden: Entweder ist der repräsentative Punkt der vorangehend definierte Punkt L, oder der repräsentative Punkt liegt links vom Punkt L oder aber der Punkt L existiert nicht, wobei die thermische Last des Kreislaufs ausreicht, damit der interne Wärmetauscher keine Flüssigkeit erhält, unabhängig von der Durchsatzmenge des Kühlmittels. Falls erwünscht ist, dass der Verdampfer keinen Überhitzungsbereich enthält oder dass sein Überhitzungsbereich minimal ist, kann das Druckminderventil 4 so gesteuert werden, dass die Durchsatzmenge um ein kleines Inkrement erhöht wird. Dadurch wird eine Regelung um den Punkt L, falls vorhanden, geschaffen, andernfalls stabilisiert sich die Durchsatzmenge auf ihren Höchstwert, welcher dem Punkt B entspricht und einen minimalen Überhitzungsbereich gewährleistet.
Alternativ kann die Massendurchsatzmenge des Kühlmittels über andere Mittel als über den Fühler 7 bestimmt werden. Beispielsweise kann der Volumendurchsatz des Kühlmittels im Verdichter ausgehend von dem Hubraum und der Geschwindigkeit desselben bestimmt werden, wovon der Massendurchsatz abgeleitet wird, indem die Volumenmasse des Kühlmittels, welche Funktion von der Beschaffenheit desselben ist, die Temperatur und der Druck berücksichtigt werden.
Gemäß einer weiteren Variante wird die Durchsatzmenge des Kühlmittels nicht berücksichtigt und es der Wirkungsgrad η mit einem Referenzwert η_m verglichen, der gleich der Ordinate des Punktes B ist. Die Ungleichung η < η_m bedeutet dann, dass der den Wirkungsgrad darstellende Punkt auf einem der Abschnitte C₂ und C₃ unterhalb des Punktes K des Abschnitts C₂ mit η_m als Abszisse liegt, was eine Verminderung der Durchsatzmenge erforderlich macht. Wenn jedoch auch hier gewünscht wird, den Überhitzungsbereich des Verdampfers zu vermeiden bzw. zu minimieren, wird das Druckminderventil so gesteuert, dass es den Wirkungsgrad auf dem Wert η_m hält, wodurch eine Regelung um den Punkt K geschaffen wird oder der Betriebpunkt auf den Punkt B gebracht wird. Der dem Punkt K entsprechende Durchsatz liegt sehr nahe bei dem Durchsatz, der dem Punkt L entspricht.
Anstatt einen Sollwert T_{ec_cons} zu berechnen, indem der Referenzwert des Wirkungsgrads des internen Wärmetauschers verwendet wird, kann selbstverständlich auch der tatsächliche Wirkungsgrad η direkt mit dem Referenzwert verglichen und das Fehlersignal auf Basis dieses Vergleichs erstellt werden. Diese beiden Prozesse sind absolut gleichwertig.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die Überwachung des Wirkungsgrads des internen Wärmetauschers als Indikator für das Vorhandensein von Kühlmittel im flüssigen Zustand in der ersten Wegstrecke oder für das Bestehen eines Überhitzungsbereichs im Verdampfer beschränkt. Diese Erscheinungen können über andere Mittel erfasst werden, beispielsweise über spezifische Sensoren, die dem internen Wärmetauscher und/oder dem Verdampfer zugeordnet sind.
Obgleich die Erfindung näher anhand von der Verwendung von Kohlendioxid beschrieben wurde, findet sie vorteilhaft mit jeglichem Kühlmittel Anwendung, das insbesondere bei einem superkritischen Kreis verwendet wird und einen internen Wärmetauscher erfordert.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Kühlmittelkreislaufs in einer Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs, wobei der Kreislauf einen Verdichter (1) umfasst, der das Kühlmittel im gasförmigen Zustand aufnehmen und verdichten kann, sowie einen Kühlmittelkühler (2), der das durch den Verdichter komprimierte Kühlmittel bei einem im wesentlichen konstanten Druck kühlen kann, wobei Wärme an ein erstes Medium übertragen wird, ein Druckminderventil (4), das den Druck- des aus dem Kühlmittelkühler austretenden Kühlmittels senken kann, wobei es zumindest teilweise in den flüssigen Zustand überführt wird, und einen Verdampfer (5), der das Kühlmittel, das im flüssigen Zustand von dem Druckminderventil kommt, bei einem im wesentlichen konstanten Druck in den gasförmigen Zustand überführen kann, wobei Wärme einem zweiten Medium entzogen wird, um den zu klimatisierenden Raum zu kühlen, wobei das auf diese Weise verdampfte Kühlmittel dann von dem Verdichter angesaugt wird, und der Kreislauf außerdem einen internen Wärmetauscher (3) enthält, der ermöglicht, dass das Kühlmittel, das auf einer ersten Wegstrecke (3-1) des internen Wärmetauschers zwischen dem Kühlmittelkühler und dem Druckminderventil zirkuliert, Wärme an das Kühlmittel abgibt, das auf einer zweiten Wegstrecke (3-2) des internen Wärmetauschers zwischen dem Verdampfer und dem Verdichter zirkuliert, bei welchem Verfahren eine erste Bedingung überwacht wird, welche das Vorhandensein von Kühlmittel im flüssigen Zustand in der zweiten Wegstrecke aufzeigen kann, und die Kühlmitteldurchsatzmenge in dem Kreislauf vermindert wird, wenn die erste Bedingung erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bedingung darin besteht, dass der Wirkungsgrad des internen Wärmetauschers, dargestellt durch die Gleichung [1] η = (T_ec – T_sé)/(T_sr – T_sé), in welcher T_ec, T_sé und T_sr jeweils Temperaturen am Eingang des Verdichters, am Ausgang des Verdampfers bzw. am Ausgang des Kühlers sind, geringer ist als ein Referenzwert η₀.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner eine zweite Bedingung überwacht wird, die das Bestehen eines Überhitzungsbereichs in dem Verdampfer aufzeigen kann, und die Kühlmitteldurchsatzmenge in dem Kreislauf erhöht wird, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zweite Bedingung darin besteht, dass der Wirkungsgrad η, wie er in Anspruch 2 definiert ist, größer oder gleich einem Referenzwert η₀ ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3, wobei die Kühlmitteldurchsatzmenge im wesentlichen auf den Maximalwert eingestellt wird, der mit einem Wirkungsgrad η kompatibel ist, der nicht kleiner als der Referenzwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, wobei als Referenzwert unabhängig von dem Wert der Durchsatzmenge der Wert η_m eingestellt wird, der von dem Wirkungsgrad η angenommen wird, wenn die Durchsatzmenge maximal ist und die zweite Wegstrecke kein Kühlmittel im flüssigen Zustand enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, wobei als Referenzwert für einen bestimmten Wert Q_p der Durchsatzmenge der Wert η_m eingestellt wird, der von dem Wirkungsgrad η angenommen wird, wenn die zweite Wegstrecke kein Kühlmittel im flüssigen Zustand enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 6, wobei die Durchsatzmenge durch Einwirken auf das Druckminderventil eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 7, wobei zum Auswerten von η auf der Basis von der Gleichung [1] für mindestens eine der Temperaturen ein Wert verwendet wird, der mittels eines Messfühlers (10, 11) in thermischem Kontakt mit dem Kühlmittel gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 8, wobei zum Auswerten von η auf der Basis von der Gleichung [1], zur Darstellung von T_sé die Temperatur eines Luftstroms (F) verwendet wird, der den Verdampfer geflutet hat und das zweite Medium bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 9, wobei T_ec mit einem Sollwert T_{ec_cons} verglichen wird, so dass η₀ = (T_{ec_cons} – T_sé)/(T_sr – T_sé) und angenommen wird, dass η kleiner bzw. größer ist als der Referenzwert, wenn T_ec kleiner bzw. größer ist als der Sollwert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verdichter vom Typ mit variablem Hubraum und externer Steuerung ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verdichter das Kühlmittel auf einen überkritischen Druck verdichtet.
Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs, die zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche geeignet ist, mit einem Kühlmittelkreislauf, wobei der Kreislauf einen Verdichter (1) umfasst, der das Kühlmittel im gasförmigen Zustand aufnehmen und verdichten kann, sowie einen Kühlmittelkühler (2), der das durch den Verdichter komprimierte Kühlmittel bei einem im wesentlichen konstanten Druck kühlen kann, wobei Wärme an ein erstes Medium übertragen wird, ein Druckminderventil (4), das den Druck des vom Kühlmittelkühler austretenden Kühlmittels senken kann, wobei es zumindest teilweise in den flüssigen Zustand überführt wird, und einen Verdampfer (5), der das Kühlmittel, das im flüssigen Zustand von dem Druckminderventil kommt, bei einem im wesentlichen konstanten Druck in den gasförmigen Zustand überführen kann, wobei Wärme einem zweiten Medium entzogen wird, um den zu klimatisierenden Raum zu kühlen, wobei das auf diese Weise verdampfte Kühlmittel dann von dem Verdichter angesaugt wird, und der Kreislauf außerdem einen internen Wärmetauscher (3) enthält, der ermöglicht, dass das Kühlmittel, das auf einer ersten Wegstrecke (3-1) des internen Wärmetauschers zwischen dem Kühlmittelkühler und dem Druckminderventil zirkuliert, Wärme an das Kühlmittel abgibt, das auf einer zweiten Wegstrecke (3-2) des internen Wärmetauschers zwischen dem Verdampfer und dem Verdichter zirkuliert, mit Überwachungsmitteln (10–15, 17) zum Überwachen einer ersten Bedingung, welche das Vorhandensein von Kühlmittel im flüssigen Zustand in der zweiten Wegstrecke aufzeigen kann, und optional einer zweiten Bedingung, die das Bestehen eines Überhitzungsbereichs in dem Verdampfer aufzeigen kann, und mit Mitteln (19, 20, 21), um die Kühlmitteldurchsatzmenge in dem Kreislauf in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überwachung zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel Mittel (10–15) enthalten, um die Temperaturen T_ec, T_sé und T_sr jeweils am Eingang des Verdichters, am Ausgang des Verdampfers bzw. am Ausgang des Kühlers auszuwerten, sowie Mittel (17), um ausgehend von diesen den Wirkungsgrand η des internen Wärmetauschers auf der Basis von der Gleichung [1] η = (T_ec – T_sé)/(T_sr – T_sé) zu berechnen, und Mittel, um den Wirkungsgrad η mit einem Referenzwert zu vergleichen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei sie ferner Mittel (7) enthält, um die Kühlmitteldurchsatzmenge in dem Kreislauf zu bestimmen und ausgehend von dieser den Referenzwert zu definieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, wobei die Mittel zum Auswerten der Temperaturen zumindest einen Temperaturfühler (10, 11) in thermischem Kontakt mit dem Kühlmittel enthalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Mittel zum Auswerten der Temperatur T_sé einen Temperaturfühler (14) in thermischem Kontakt mit einem Luftstrom (f) enthalten, der den Verdampfer geflutet hat.