EP1753632A1 - Klimaanlage - Google Patents

Klimaanlage

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Publication number
EP1753632A1
EP1753632A1 EP05707978A EP05707978A EP1753632A1 EP 1753632 A1 EP1753632 A1 EP 1753632A1 EP 05707978 A EP05707978 A EP 05707978A EP 05707978 A EP05707978 A EP 05707978A EP 1753632 A1 EP1753632 A1 EP 1753632A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
exhaust gas
air conditioning
refrigerant
conditioning system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05707978A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Lorenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1753632A1 publication Critical patent/EP1753632A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/025—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from both the cooling liquid and the exhaust gases of the propulsion plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3286—Constructional features
    • B60H2001/3297—Expansion means other than expansion valve

Definitions

  • the invention is based on an air conditioning system according to the preamble of claim 1.
  • EP 0 945 291 A1 discloses a device and a method for heating and cooling a useful space of a motor vehicle.
  • the refrigerant is compressed by a compressor in heating mode and passes through a 3/2-way valve to an evaporator, in which it contains part of the sion emits heat to the colder vehicle interior air.
  • the refrigerant flows from the evaporator to an expansion device, in which it is cooled to such an extent that it can absorb heat from the ambient air in a gas cooler arranged downstream. Further heat is supplied to the refrigerant in a downstream exhaust gas heat exchanger, which is subjected to hot exhaust gases from the internal combustion engine.
  • the refrigerant returns to the compressor from the exhaust gas heat exchanger, which closes the refrigerant circuit.
  • the refrigerant flows into the ambient heat exchanger after compression and is subjected to cool ambient air there.
  • the refrigerant then flows through the expansion device, is expanded there and, in the following indoor heat exchanger, is subjected to warmer, usable air supplying the usable space.
  • the warmed refrigerant then flows back to the compressor.
  • the compressor is driven by the drive shaft of the internal combustion engine.
  • the useful power of the internal combustion engine is reduced by the compressor power ⁇ . Furthermore, fuel consumption increases.
  • the refrigerant preferably an alcohol-water mixture
  • the use of such refrigerants offers the advantage of a low greenhouse effect and zero GWP.
  • the required system pressures if appropriately designed, are in the vacuum range or in a pressure range that is clear is lower than with conventional R134a air conditioning systems. This means a significant safety advantage over high-pressure systems, for example with the refrigerant carbon dioxide (R744).
  • the exhaust gas heat exchanger can be used in a simple thermosiphon version or in a valve-controlled version.
  • the refrigerant absorbs the energy from the exhaust gases required to air-condition the vehicle.
  • a pump a so-called feed pump, expediently supplies the refrigerant to the exhaust gas heat exchanger.
  • the pump is preferably a rotary piston pump, e.g. a gear pump, vane pump or the like.
  • a motor which is one of the devices for conveying the refrigerant and can be an electric motor or advantageously a vane motor, drives the pump via a drive shaft.
  • Motor and pump can have an essentially identical outer diameter and can be combined to form a structural unit.
  • the refrigerant serves as a propellant for the vane cell motor and can be taken from the exhaust gas heat exchanger in liquid form or as steam. Since the energy for conveying and compressing the refrigerant is not drawn from the drive shaft of the internal combustion engine in the air conditioning system according to the invention, the performance of the internal combustion engine is not impaired by the air conditioning system.
  • Another device for conveying the refrigerant is advantageously an injector pump, which in cooling operation is supplied with hot refrigerant vapor or hot refrigerant liquid from the exhaust gas heat exchanger as a blowing agent via a line branch of the refrigerant circuit, and which is supplied via a suction line, an expansion valve and the evaporator.
  • fer draws refrigerant from a reservoir.
  • the motive steam may previously have driven the vane motor.
  • the refrigerant cools the air flowing into the vehicle in the evaporator and is then conveyed into a storage container together with the motive steam by the injector pump.
  • the previously required compressor for the refrigerant can be dispensed with by using the energy obtained from the combustion chamber with the heat exchanger in the form of evaporated refrigerant as motive steam for a refrigeration system operated according to the injector principle.
  • the injector pump is a comparatively inexpensive and robust component. The elimination of the electric or direct from the
  • Compressor driven by the internal combustion engine avoids the additional fuel consumption resulting for the motor vehicle of conventional compressor air conditioning, which arises as long as no air conditioning is required, because at least the compressor must be driven by the internal combustion engine even when the air conditioning is regulated down.
  • the refrigerant vapor leaving the exhaust gas heat exchanger can also be used as motive steam for a Veuillemier heat pump or in the expeller of an absorption cooling system.
  • the refrigerant In heating mode, the refrigerant is passed through a heating heat exchanger and thereby heats the air flowing into the vehicle through the heating heat exchanger.
  • the refrigerant is distributed to the injector pump and the heating heat exchanger by a three-way valve and / or by additional pumps that can be driven together by the motor and combined into a single unit.
  • two pumps are provided which are driven by the motor and of which the first pump conveys refrigerant from the reservoir to the exhaust gas heat exchanger with a larger delivery volume, while the second pump with a lower delivery volume for the removal of liquid refrigerant from the Exhaust gas heat exchanger is used.
  • This has the advantage that low-boiling components of the refrigerant can be removed from the exhaust gas heat exchanger as steam for driving the vane cell motor, while the higher-boiling components can be supplied to the injector pump in cooling mode as driving steam or driving fluid.
  • the low-boiling components come out of the vane motor into an ambient heat exchanger, condense there and are collected in a separate storage container. Due to their low boiling point, they are particularly suitable as a refrigerant for the cooling operation by using the expansion valve and the
  • Evaporators are sucked in by the injector pump.
  • the injector pump the low-boiling components mix with the higher-boiling components and come together into the storage container, from which the feed pump sucks in the refrigerant again to convey it to the exhaust gas heat exchanger.
  • the latter has an insert which is constructed in the manner of a rectification column for separating two-substance mixtures. It is furthermore expedient that at least one heat exchanger is combined with a storage container, so as to keep the construction volume and construction expenditure low.
  • the exhaust gas heat exchanger can be acted upon by the exhaust gases of the internal combustion engine and / or a combustion chamber.
  • it can basically be arranged anywhere in the exhaust line of the internal combustion engine. According to one embodiment of the invention, it becomes in the cylinder head
  • the thermal energy of the exhaust gas can be taken directly from the exhaust valves of the internal combustion engine, as a result of which the exhaust valves, which are subjected to high thermal loads, are selectively cooled. If the exhaust gas heat exchanger is between the outlet of the combustion chambers
  • the exhaust gas heat exchanger can expediently be carried out after a
  • catalyst can be arranged. This prevents the catalyst from reaching its operating temperature too late due to the heat removal.
  • the exhaust gas heat exchanger is only supplied with exhaust gases or combustion gases from a combustion chamber.
  • the combustion chamber can be operated independently of the internal combustion engine, so that an autonomous air conditioning system is created and can be cooled and / or heated without the internal combustion engine operating.
  • the motor vehicle heater responds much more quickly, since it is no longer necessary to heat the high heat capacity of the entire heating and cooling circuit, but only by means of the separate combustion chamber, which can be heated by the air conditioning circuit which can be designed for much lower heat capacity.
  • a control concept integrated in the air conditioning system according to the invention allows, depending on which individual functions, heating or cooling, or in which combination of the individual functions, heating and cooling, dehumidification, the output of the combustion energy used for the operation of the combustion chamber with heat exchanger available is provided to create an air conditioning system that is both quick-acting and energy-saving and operates independently of the function of the internal combustion engine of the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of an air conditioning system
  • FIG. 2 shows a variant of FIG. 1 with a combustion chamber
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an embodiment of an exhaust gas heat exchanger
  • FIG. 4 shows a variant of FIG. 3
  • FIG. 5 1 shows a schematic representation of a drive of a pump
  • 6 an insert in the exhaust gas heat exchanger for the refrigerant
  • FIG. 7 shows a variant of FIG. 2 with a combustion chamber independent of the internal combustion engine
  • Fig. 8 shows a variant of a heat exchanger according to Fig. 3 with an integrated combustion chamber
  • FIG. 9 shows a variant of FIG. 8.
  • the internal combustion engine 12 has a row of cylinders 14, the cylinders of which discharge exhaust gases into the environment via an exhaust manifold 16, an exhaust pipe 18, a catalytic converter 20, the exhaust gas heat exchanger 22 and a silencer 24.
  • the exhaust gas heat exchanger 22 can be integrated in the cylinder head of the cylinder bank 14. In the exemplary embodiment according to FIG. Iv, it is arranged in the exhaust line downstream of the catalytic converter 20.
  • the exhaust gas heat exchanger 22 is connected to a refrigerant circuit 26.
  • the refrigerant leaves the exhaust gas heat exchanger 22 as refrigerant vapor and in the further course drives a motor 30, which can be an electric motor, but is expediently designed as a vane motor 80 (FIG. 5).
  • a vane motor 80 (FIG. 5)
  • This is drivingly connected by a drive shaft 32 to the pump 28, which is expediently designed as a gear pump 82 (FIG. 5).
  • the rotary lines of the vane motor 80 and the gear pump 82 are indicated by arrows 84.
  • the refrigerant flow resulting from the directions of rotation 84 is denoted by 66.
  • a three-way valve 36 branches the refrigerant flow downstream of the engine 30 onto two line branches 54 and 56. In heating mode, the refrigerant vapor passes back through the line branch 56 and a heating heat exchanger 38 into the storage container 34. The air flow 52 flowing into the vehicle is thereby in the heating heat exchanger 38 heated.
  • the refrigerant vapor is supplied as motive vapor to an injector pump 42 via line branch 54.
  • This sucks refrigerant from the storage container 34 via a suction line 60, an expansion valve 46 and an evaporator 40 and conveys the drawn-in refrigerant together with the motive steam via a collecting line 58 and an ambient heat exchanger 44 back into the collecting container 34.
  • the ambient heat exchanger 44 the refrigerant or heat is removed from the refrigerant vapor by an air flow 50 from the surroundings.
  • a mixed operation is possible in which part of the refrigerant vapor flows through the heating heat exchanger 38, while another part acts as the propellant gas on the injector pump 42.
  • the air flow 52 can thus first be cooled in the evaporator 40 and then brought to the desired temperature in the heating heat exchanger 38.
  • FIG. 3 shows a tube heat exchanger 22, in which the refrigerant is passed through pipes 74 arranged parallel to one another, which at their ends through header boxes 70, 72 are interconnected.
  • the tubes 74 and the header boxes 70, 72 are accommodated in a housing 68 through which the exhaust gas flow 48 flows. Heat is transferred from the exhaust gas stream 48 to the refrigerant stream 66.
  • the exhaust gas heat exchanger 78 according to FIG. 4 is a so-called jacket heat exchanger 78, in which the refrigerant flow 66 is passed through a jacket room 76 through which the exhaust pipe 18 leads. Thus, thermal energy is transferred from the exhaust pipe 18 to the refrigerant.
  • two pumps 28 and 64 are driven by the motor 30, of which the first pump 28 has a larger delivery volume and conveys refrigerant from the storage container 34 into the exhaust gas heat exchanger 22, while the second pump 64 with one smaller delivery volume liquid, heated refrigerant, which usually consists of higher-boiling components of the refrigerant, promotes from the exhaust gas heat exchanger 22 to the injector pump 42.
  • the pumps 28, 64 can be of the same type, advantageously rotary pumps, and essentially differ only in width in accordance with the required delivery volume.
  • the pump 28 or the two pumps 28 and 64 preferably form a structural unit with the motor 30. This results in a space-saving, compact and cost-effective solution, especially since the pumps 28, 64 essentially have the same exterior
  • the low-boiling components of the refrigerant leave the exhaust gas heat exchanger 22 in vapor form and drive the engine 30.
  • the refrigerant vapor is condensed in an ambient heat exchanger 44 and collected in a second reservoir 62. This is via a suction line 60, an expansion valve 46 and an evaporator 40 with the I ejector pump 42 in connection.
  • the pump 64 conveys refrigerant with higher-boiling components to the injector pump 42
  • the latter draws in refrigerant from the additional reservoir 62, which consists of lower-boiling components and therefore easily evaporates in the evaporator 40 at lower pressures and generates cold.
  • the refrigerant consisting of higher-boiling components, is mixed again with the evaporated refrigerant from lower-boiling components and fed to the common storage container 34.
  • the use of the higher-boiling components as motive steam or the propellant liquid for the injector pump 42 enables a higher vacuum to be evaporated and sucked in from the separate storage container 62 for the lower-boiling components.
  • the lower-boiling components in the storage container 62 'at the same time allow a lower' evaporator temperature in the evaporator 40 and thus an improvement in the cooling capacity.
  • a heating heat exchanger 38 instead of the ambient heat exchanger 44, a heating heat exchanger 38 according to FIG. 1 can also be used.
  • the heating heat exchanger 38 can be used in combination with the ambient heat exchanger 44.
  • a further possibility is to connect the heating heat exchanger 38 in parallel to the injector pump 42 via a three-way valve 36, as is shown by broken lines.
  • an insert 100 is used for the exhaust gas heat exchanger 22 (FIG. 6) which, in the manner of a rectification column, is used to separate two-substance mixtures. is building. It has several bell bottoms 92 which divide the insert 100 in height and have openings 94 which have an upwardly directed collar. The openings 94 are covered at a distance from the bells 96, so that the collars of the openings 94 are axially overlapped by the bells 96. Overflows 98 are provided in the bell bottoms parallel to the openings 94. The refrigerant is supplied by the pump 28 via an inlet 86 in the upper part of the insert 100.
  • refrigerant can be removed as steam, consisting of lower-boiling components.
  • an intake line 90 via which the second pump 64 draws refrigerant with higher-boiling components.
  • the energy of the exhaust gas is not sufficient to operate the air conditioning system 10, it is expedient to connect a combustion chamber 102 to the exhaust line upstream of the exhaust gas heat exchanger 22, which has a fuel nozzle 104 and, if necessary, additionally heats the exhaust gases "T, or which, when the internal combustion engine is at a standstill,
  • the combustion chamber 102 enables autonomous operation of the air conditioning system 10 with little energy input independently of the internal combustion engine 12.
  • the air conditioning system 10 can, as the exemplary embodiment according to FIG Exhaust gas side as well as' on the refrigerant side from the internal combustion engine 12.
  • the heat exchanger 22 is acted upon exclusively by a combustion chamber 106.
  • This has a fuel nozzle 110 to which fuel 116 is supplied via a fuel line 108.
  • the air 112 required for the combustion flows sideways the Fuel nozzle 110 into the combustion chamber 106.
  • the combustion chamber 106 can advantageously with the Exhaust gas heat exchanger 22 form a structural unit.
  • a separate exhaust pipe 18 can be provided for the exhaust gases 48 emerging from the exhaust gas heat exchanger 22 or the exhaust gases can be introduced into the exhaust system of the internal combustion engine 12.
  • the air conditioning system 10 is thus quickly effective, energy-saving and independent of the functions of the internal combustion engine 12.
  • FIG. 8 9 show corresponding combustion chambers 118 and 120, which are integrated in heat exchangers 22 and 78 in the same way as the embodiments according to FIGS. 3 and 4.
  • the coolant flows through the heat exchanger 22 relative to the exhaust gas flow 48 in the countercurrent principle, the flow direction of the refrigerant and the exhaust gas in the exhaust gas heat exchangers 22 and 78 according to the explanations according to FIGS. 7 to 9 rectified.

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Abstract

Die Erfindung geht von einer Klimaanlage (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (12) aus, die im Wesentlichen einen Heizungswärmetauscher (38) , einen Verdampfer (40) und einen Abgaswärmetauscher (22, 78) in einem Kältemittelkreislauf (26) umfasst, wobei im Heizbetrieb das im Abgaswärmetauscher (22,78) aufgeheizte Kältemittel über den Heizungswärmetauscher (38) und im Kühlbetrieb, nachdem es in einem Umgebungswärmetauscher (44) abgekühlt wurde, über eine Expansionseinrichtung (46) und einen Verdampfer (40) geleitet wird. Es wird vorgeschlagen, dass das Kältemittel niedrig siedend ist und nach dem Durchströmen des Abgaswärmetauschers (22, 78) als Treibmittel mindestens einer Vorrichtung (30, 42) zum Fördern des Kältemittels zugeführt wird.

Description

Klimaanlage
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Klimaanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus .
Bei zunehmend üblichen Klimaanlagen in Fahrzeugen, die von einer Brennkraftmaschine angetrieben werden, werden zur Käl- teerzeugung Kompressionskälteanlagen mit elektrischem Antrieb oder mechanischem Antrieb durch die Brennkraftmaschine eingesetzt. Als Kältemittel werden überwiegend Kohlenwasserstoffe, z.B. Rl34a, eingesetzt, wobei die Wärmeübertragung auf die Kraftfahrzeuginnenluft über einen Flüssigkeits-Luftwärme- tauscher erfolgt, auch Verdampfer genannt. Ein Übergang auf alternative Kühlmittel, z.B. Kohlendioxid (C02, R744), ist wegen der schlechten Umweltverträglichkeit der gegenwärtig eingesetzten Kohlenwasserstoffe absehbar. Ein Gesetzentwurf der'^Europäischen Union zum Einsatz von Kältemitteln mit einem Global Warming Potential (GWP) kleiner 150 liegt bereits vor. Das als Alternative zu Kohlenwasserstoffen diskutierte C0 führt auf Grund der erforderlichen hohen Drücke zu deutlich aufwendigeren und komplizierteren mobilen Klimaanlagen. Brennbare Kältemittel wie das R152a werden aus Sicherheits- gründen und auf Grund ihres zwar geringen, aber immer noch vorhandenen GWP nicht vorgezogen.
Aus der EP 0 945 291 AI ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Heizen und Kühlen eines Nutzraums eines Kraftfahr- zeugs bekannt. Das Kältemittel wird im Heizbetrieb von einem Verdichter komprimiert und gelangt über ein 3/2-Wegeventil zu einem Verdampfer, in dem es einen Teil der durch die Kompres- sion erzeugten Wärme an die kältere Fahrzeuginnenraumluft abgibt. Vom Verdampfer strömt das Kältemittel zu einer Expansionseinrichtung, in der es so weit abgekühlt wird, dass es an einem nachfolgend angeordneten Gaskühler Wärme aus der Umgebungsluft aufnehmen kann. Weitere Wärme wird dem Kältemittel in einem nachgeschalteten Abgaswärmetauseher zugeführt, der mit heißen Abgasen der Brennkraftmaschine beaufschlagt wird. Vom Abgaswärmetauscher gelangt das Kältemittel wieder zum Verdichter, wodurch der Kaltemittelkreislauf geschlossen ist.
Während des Kühlbetriebs strömt das Kältemittel nach der Verdichtung in den Umgebungswärmetauscher und wird dort mit kühler Umgebungsluft beaufschlagt. Danach strömt das Kältemittel durch die Expansionseinrichtung, wird dort expandiert und im folgenden Innenraumwärmetauseher mit wärmerer, dem Nutzraum zuführender Nutzraumluft beaufschlagt. Das erwärmte Kältemittel strömt danach zum Kompressor zurück. Der Kompressor wird von der Antriebswelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Durch die Kompressorleistung^vermindert sich die Nutzleistung der Brennkraftmaschine. Ferner erhöht sich der Kraftstoffverbrauch.
Vorteile der Erfindung
Nach der Erfindung ist das Kältemittel, vorzugsweise ein Alkohol-Wassergemisch, niedrig siedend und wird als Treibmittel nach dem Durchströmen eines Abgaswärmetauschers mindestens einer Vorrichtung zum Fördern des Kältemittels zugeführt. Der Einsatz solcher Kältemittel bietet den Vorteil eines geringen Treibhauseffekts und eines GWPs gleich null. Außerdem liegen die erforderlichen Systemdrücke bei entsprechender Auslegung im Unterdruckbereich oder in einem Druckbereich, der deutlich niedriger ist als bei konventionellen R134a-Klimaanlagen. Dies bedeutet einen erheblichen Sicherheitsvorteil gegenüber Hochdruckanlagen, beispielsweise mit dem Kältemittel Kohlendioxid (R744) .
Der Abgaswärmetauscher kann in einfacher Thermosiphonausfüh- rung oder auch in einer ventilgesteuerten Ausführung eingesetzt werden. Das Kältemittel nimmt im Abgaswärmetauscher die zur Klimatisierung des Fahrzeugs erforderliche Energie aus den Abgasen auf. Zweckmäßigerweise führt eine Pumpe, eine so genannte Speisepumpe, das Kältemittel dem Abgaswärmetauscher zu. Die Pumpe ist bevorzugt eine Rotationskolbenpumpe, z.B. eine Zahnradpumpe, Flügelzellenpumpe oder dgl. Ein Motor, der zu den Vorrichtungen zum Fördern des Kältemittels zählt und ein Elektromotor oder vorteilhafterweise ein Flügelzellenmotor sein kann, treibt über eine Antriebswelle die Pumpe an. Motor und Pumpe können einen im Wesentlichen gleichen Außendurchmesser aufweisen und zu einer Baueinheit zusammengefasst sein. Das Kältemittel dient als Treibmittel für den Φlügel- zellenmotor und kann dem Abgaswärmetauscher flüssig oder als Dampf entnommen werden. Da bei der erfindungsgemäßen Klimaanlage die Energie zum Fördern und Verdichten des Kältemittels nicht an der Antriebswelle der Brennkraftmaschine abgenommen wird, wird durch die Klimaanlage die Leistung der Brennkraft- maschine nicht beeinträchtigt.
Eine weitere Vorrichtung zum Fördern des Kältemittels ist in vorteilhafter Weise eine Injektorpumpe, der im Kühlbetrieb über einen Leitungszweig des Kältemittelkreislaufs heißer Kältemitteldampf oder heiße Kältemittelflüssigkeit aus dem Abgaswärmetauscher als Treibmittel zugeführt wird, und die über eine Saugleitung, ein Expansionsventil und den Verdamp- fer Kältemittel aus einem Vorratsbehälter ansaugt. Der Treibdampf kann zuvor den Flügelzellenmotor angetrieben haben. Das Kältemittel kühlt im Verdampfer die in das Fahrzeug strömende Luft und wird danach durch die Injektorpumpe zusammen mit dem Treibdampf in einen Vorratsbehälter gefördert.
Für die Klimatisierung, insbesondere für die Kühlung des Kraftfahrzeuginnenraums, kann auf den bisher erforderlichen Kompressor für das Kältemittel verzichtet werden, indem die aus der Brennkammer mit dem Wärmetauscher in Form von verdampftem Kältemittel gewonnene Energie als Treibdampf für eine nach dem Injektorprinzip betriebene Kälteanlage verwendet wird. Die Injektorpumpe stellt gegenüber einem Klimakompressor eine vergleichsweise preisgünstige und robuste Komponente dar. Der Verzicht auf den elektrisch oder direkt von der
Brennkraftmaschine angetriebenen Kompressor vermeidet den für das Kraftfahrzeug der herkömmlichen Kompressorklimatisierung resultierenden Kraftstoffmehrverbrauch, der entsteht, solange keine Klimatisierung erforderlieh ist, weil zumindest der Kompressor auch bei abgeregelter Klimatisierung von der Brennkraftmaschine angetrieben werden muss.
Der den Abgaswärmetauscher verlassende Kältemitteldampf kann auch als Treibdampf für eine Veuillemier-Wärmepumpe oder im Austreiber einer Absorptionskühlanlage eingesetzt werden.
Im Heizbetrieb wird das Kältemittel durch einen Heizungswärmetauscher geleitet und erwärmt dabei die durch den Heizungswärmetauscher in das Fahrzeug strömende Luft. Die Verteilung des Kältemittels auf die Injektorpumpe und den HeizungsWärmetauscher erfolgt durch ein Dreiwegeventil und/oder durch zu- sätzliche Pumpen, die gemeinsam von dem Motor angetrieben und zu einer Baueinheit zusammengefasst werden können.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Pumpen vor- gesehen, die vom Motor angetrieben werden und von denen die erste Pumpe mit einem größeren Fördervolumen Kältemittel aus dem Vorratsbehälter zum Abgaswärmetauscher fördert, während die zweite Pumpe mit einem geringeren Fördervolumen zur Entnahme von flüssigem Kältemittel aus dem Abgaswärmetauscher dient. Dies hat den Vorteil, dass niedrig siedende Komponenten des Kältemittels als Dampf für den Antrieb des Flügelzellenmotors dem Abgaswärmetauscher entnommen werden können, während die höher siedenden Komponenten als Treibdampf oder Treibflüssigkeit der Injektorpumpe im Kühlbetrieb zugeführt werden. Die niedrig siedenden Komponenten gelangen nach dem Austritt aus dem Flügelzellenmotor in einen Umgebungswärmetauscher, kondensieren dort und werden in einem separaten Vorratsbehälter gesammelt. Auf Grund ihres niedrigen Siedepunkts eignen sie sich besonders gut als Kältemittel für^den Kühlbetrieb, in dem sie über das Expansionsventil und den
Verdampfer von der Injektorpumpe angesaugt werden. In der Injektorpumpe mischen sich die niedrig siedenden Komponenten mit den höher siedenden Komponenten und gelangen zusammen in den Vorratsbehälter, aus dem die Speisepumpe das Kältemittel wieder ansaugt, um es zum Abgaswärmetauscher zu fördern.'
Um die niedriger siedenden Komponenten günstig von den höher siedenden Komponenten im Abgaswärmetauscher trennen zu können, besitzt dieser gemäß einer Ausgestaltung einen Einsatz, der nach Art einer Rektifikationssäule zur Trennung von Zweistoffgemischen aufgebaut ist. Es ist ferner zweckmäßig, dass mindestens ein Wärmetauscher mit einem Vorratsbehälter kombiniert ist, um so das Bauvolumen und den Bauaufwand gering zu halten.
5 Der Abgaswärmetauscher kann von den Abgasen der Brennkraftmaschine und/oder einer Brennkammer beaufschlagt werden. Im ersten Fall kann er grundsätzlich an beliebiger Stelle im Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordnet werden. Wird er gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in den Zylinderkopf
10 der Brennkraftmaschine integriert, so kann die Wärmeenergie des Abgases direkt an den Auslassventilen der Brennkraftmaschine entnommen werden, wodurch die thermisch hoch belasteten Auslassventile gezielt gekühlt werden. Wird der Abgaswärmetauscher zwischen dem Auslass der Verbrennungsräume der
15 Brennkraftmaschine und einem Abgasturbolader angeordnet, so wird den Abgasen im Gasstrom vor der Turbine des Abgasturboladers Wärmeenergie entzogen und die thermisch hoch beanspruchte Antriebsseite des Abgasturboladers thermisch entlas-
'&> tet. Zweckmäßigerweise kann der Abgaswarmetauscher nach einem
20 Katalysator angeordnet werden. Dadurch wird vermieden, dass der Katalysator durch den Wärmeentzug erst verspätet seine Betriebstemperatur erreicht.
Reicht die Wärmeenergie des Abgases zum Betrieb der Klimaan- 25 läge nicht aus, ist es zweckmäßig, auf der Abgasseite des Abgaswärmetauschers eine Brennkammer anzuschließen, durch die im Bedarfsfall z.B. durch einen Brenner zusätzliche Energie zugeführt wird. Damit ist ähnlich den bekannten Standheizungen mit Brennkammer auch eine vom Betrieb der Brennkraftma- 30 schine unabhängige Standklimatisierung des Fahrzeugs möglich. Ferner entfällt bei modernen Konzepten von Kraftfahrzeug- brennkraftmaschinen mit hohem Wirkungsgrad, z.B. Benzin- und Dieseldirekteinspritzer, die Notwendigkeit einer Zusatzheizung, die in der Regel elektrisch betrieben wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Abgaswärme- tauscher ausschließlich von einer Brennkammer mit Abgasen bzw. Brenngasen beaufschlagt. Die Brennkammer kann unabhängig von der Brennkraftmaschine betrieben werden, sodass eine autarke Klimaanlage entsteht und ohne Betrieb der Brennkraftmaschine gekühlt und/oder geheizt werden kann. Ferner ergibt sich insbesondere bei flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen ein deutlich schnelleres Ansprechen der Kraftfahrzeugheizung, da nicht mehr die hohe Wärmekapazität des gesamten Heizkühlkreises mit aufgeheizt werden muss, sondern lediglich durch die separate Brennkammer der auf wesentlich geringere Wärmekapazitäten auslegbare Klimatisierungskreislauf aufgeheizt werden muss. Die Trennung zwischen dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine und der Klimaanlage vereinfacht die Auslegung des Kühlkreislaufs, da dessen Auslegung ausschließlich den Aspekten der Kühlung der Brennkraftmaschine und <"ό nicht mehr denjenigen der Kraftfahrzeugheizung genügen muss. Da die Brennkammer bereits vor dem Start der Brennkraftmaschine betrieben und damit der Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs vorgeheizt oder vorgekühlt werden kann, kann die Klimaanlage auf eine wesentlich geringere Kühl- und Heizspitzen- leistung ausgelegt 'werden als bei herkömmlichen Systemen. '
Anstelle der bisher üblichen Zweiteilung der Kraftfahrzeugklimatisierung in einem Heizkreislauf mit Betrieb aus der Kühlung der Brennkraftmaschine bzw. Abgaswärme und einen mit separatem Kompressor betriebenen Kühlkreislauf, verknüpft durch die Regelorgane, die für die üblichen Betriebszustände Heizen, Kühlen und Entfeuchten ein Gegeneinanderarbeiten der Einzelsysteme verhindern mussten, tritt ein integriertes System, das aus der Vergangenheit bekannte Schnittstellen zwischen der Kühlung der Brennkraftmaschine und der Klimaanlage vermeidet. Ein in die erfindungsgemäße Klimaanlage integrier- tes Regelkonzept erlaubt es, je nachdem, welche einzelnen Funktionen, Heizen oder Kühlen oder in welcher Kombination der einzelnen Funktionen, Heizen und Kühlen gleich Entfeuchten, die Leistung der für den Betrieb genutzten Verbrennungsenergie der Brennkammer mit Wärmetauscher zur Verfügung ge- stellt wird, eine sowohl schnell wirksame als auch energiesparende, unabhängig von der Funktion der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs betriebene Klimaanlage zu schaffen.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und -•n* die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale' in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen: ' Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Klimaanlage, Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1 mit einer Brennkammer, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführung eines Abgaswärmetauschers, Fig. 4 eine Variante zu Fig. 3, Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Antriebs einer Pumpe, Fig. 6 einen Einsatz in den Abgaswärmetauscher für das Kältemittel,
Fig. 7 eine Variante zu Fig. 2 mit einer von der Brennkraftmaschine unabhängigen Brennkammer,
Fig. 8 eine Variante zu einem Wärmetauscher nach Fig. 3 mit einer integrierten Brennkammer und
Fig. 9 eine Variante zu Fig. 8.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine erfindungsgemäße Klimaanlage 10 nach Fig. 1 ist energiemäßig mit einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine 12 über einen Abgaswärmetauscher 22 gekoppelt. Die Brennkraftmaschine 12 besitzt eine Zylinderreihe 14, deren Zylinder über einen Auspuffkrümmer 16, ein Abgasrohr 18, einen Katalysator 20, den Abgaswärmetauscher 22 und einen Schalldämpfer 24 Abgase in die Umgebung entlässt. Der Abgaswärmetauscher 22 kann im Zylinderkopf der Zylinderreihe 14 integriert sein. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. Ivist er im Abgasstrang in Strömungs- richtung nach dem Katalysator 20 angeordnet.
Der Abgaswärmetauscher 22 ist an einen Kaltemittelkreislauf 26 angeschlossen. Eine Pumpe 28, eine so genannte Speisepumpe, fördert Kältemittel aus einem Vorratsbehälter 34 in den Abgaswärmetauscher 22. Hat der AbgasWärmetauscher 22 seine
Betriebstemperatur erreicht, verlässt das Kältemittel den Abgaswärmetauscher 22 als Kältemitteldampf und treibt im weiteren Verlauf einen Motor 30 an, der ein Elektromotor sein kann, zweckmäßigerweise aber als Flügelzellenmotor 80 ausge- bildet ist (Fig. 5) . Dieser ist durch eine Antriebswelle 32 triebmäßig mit der Pumpe 28 verbunden, die zweckmäßigerweise als Zahnradpumpe 82 ausgebildet ist (Fig. 5) . Die Drehrich- tungen des Flügelzellenmotors 80 und der Zahnradpumpe 82 sind durch Pfeile 84 angegeben. Der sich aus den Drehrichtungen 84 ergebende Kältemittelstrom ist mit 66 bezeichnet.
Ein Dreiwegeventil 36 verzweigt den Kältemittelstrom nach dem Motor 30 auf zwei Leitungszweige 54 und 56. Im Heizbetrieb gelangt der Kältemitteldampf über den Leitungszweig 56 und einen Heizungswärmetauscher 38 zurück in den Vorratsbehälter 34. Im Heizungswärmetauscher 38 wird dabei der in das Fahr- zeug strömende Luftstrom 52 erwärmt.
Im Kühlbetrieb wird der Kältemitteldampf als Treibdampf über den Leitungszweig 54 einer Injektorpumpe 42 zugeführt. Diese saugt über eine Saugleitung 60, ein Expansionsventil 46 und einen Verdampfer 40 Kältemittel aus dem Vorratsbehälter 34 und fördert das angesaugte Kältemittel zusammen mit dem Treibdampf über eine Sammelleitung 58 und einen Umgebungswärmetauscher 44 zurück in den Sammelbehälter 34. Im Umgebungswärmetauscher 44 wird dem Kältemittel bzw. dem Kält-emittel- dampf durch einen Luftstrom 50 aus der Umgebung Wärme entzogen. Zum Entfeuchten des LuftStroms 52 für das Fahrzeug beim Heizbetrieb ist ein Mischbetrieb möglich, bei dem ein Teil des Kältemitteldampfs den Heizungswärmetauscher 38 durchströmt, während ein anderer Teil als Treibgas die Injektor- pumpe 42 beaufschlagt. Somit kann der Luftstrom 52 zunächst im Verdampfer 40 abgekühlt und danach im Heizungswärmetauscher 38 auf die gewünschte Temperatur gebracht werden.
Als Abgaswärmetauseher 22 können unterschiedliche Bauarten verwendet werden. Fig. 3 zeigt einen Röhrenwärmetauscher 22, bei dem das Kältemittel durch parallel zueinander angeordnete Rohre 74 geleitet wird, die an ihren Enden durch Sammelkästen 70, 72 miteinander verbunden sind. Die Rohre 74 und die Sammelkästen 70, 72 sind in einem Gehäuse 68 untergebracht, das vom Abgasström 48 durchströmt wird. Dabei wird Wärme vom Abgasstrom 48 auf den Kältemittelstrom 66 übertragen. Der Abgaswärmetauscher 78 nach Fig. 4 ist ein so genannter Mantelwärmetauscher 78, bei dem der Kältemittelstrom 66 durch einen Mantelraum 76 geleitet wird, durch den das Abgasrohr 18 führt. Somit wird Wärmeenergie vom Abgasrohr 18 auf das Kältemittel übertragen.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 werden von dem Motor 30 zwei Pumpen 28 und 64 angetrieben, von denen die erste Pumpe 28 ein größeres Fördervolumen aufweist und Kältemittel aus dem Vorratsbehälter 34 in den Abgaswärmetauscher 22 fördert, wäh- rend die zweite Pumpe 64 mit einem kleineren Fördervolumen flüssiges, erhitztes Kältemittel, das in der Regel aus höher siedenden Komponenten des Kältemittels besteht, aus dem Abgaswärmetauscher 22 zur Injektorpumpe 42 fördert. Die Pumpen 28, 64 können von der gleichenpBauart, vorteilhafterweise Ro- tationspumpen, sein und sich im Wesentlichen entsprechend dem erforderlichen Fördervolumen nur in der Breite unterscheiden. Die Pumpe 28 bzw. die beiden Pumpen 28 und 64 bilden bevorzugt mit dem Motor 30 eine Baueinheit. Dadurch ergibt sich eine Raum sparende, kompakte und kostengünstige Lösung, zumal in die Pumpen 28, 64 im Wesentlichen einen gleichen äußeren
Durchmesser aufweisen wie der Motor 30. Die niedrig siedenden Komponenten des Kältemittels verlassen den Abgaswärmetauscher 22 in Dampfform und treiben den Motor 30 an. Nach dem Passieren des Motors 30 wird der Kältemitteldampf in einem Umge- bungswärmeta scher 44 kondensiert und in einem zweiten Vorratsbehälter 62 gesammelt. Dieser steht über eine Saugleitung 60, einem Expansionsventil 46 und einem Verdampfer 40 mit der I jektorpumpe 42 in Verbindung. Im Kühlbetrieb, in dem die Pumpe 64 Kältemittel mit höher siedenden Komponenten zur Injektorpumpe 42 fördert, saugt diese aus dem zusätzlichen Vorratsbehälter 62 Kältemittel an, das aus niedriger siedenden Komponenten besteht und daher im Verdampfer 40 bei niedrigeren Drücken leicht verdampft und Kälte erzeugt. In der Injektorpumpe 42 wird das Kältemittel, bestehend aus höher siedenden Komponenten mit dem verdampften Kältemittel aus niedriger siedenden Komponenten wieder gemischt und dem gemeinsamen Vorratsbehälter 34 zugeführt.
Durch die Trennung des Kältemittels in die niedriger siedenden und höher siedenden Bestandteile lässt sich durch die Verwendung der höher siedenden Komponenten als Treibdampf o- der Treibflüssigkeit für die Injektorpumpe 42 ein höherer Unterdruck zum Verdampfen und Ansaugen der niedriger siedenden Komponenten aus dem separaten Vorratsbehälter 62 erreichen. Die niedriger siedenden Komponenten im Vorratsbehälter 62 lassen' jleichzeitig im Verdampfer 40 eine niedrigere' Verdamp- fertemperatur und damit eine Verbesserung der Kühlleistung zu. Anstelle des Umgebungswärmetauschers 44 kann auch ein Heizungswärmetauscher 38 nach Fig. 1 eingesetzt werden. Ferner kann der Heizungswärmetauscher 38 mit dem Umgebungswärmetauscher 44 kombiniert angewendet werden. Eine weitere Mög- lichkeit besteht darin, den Heizungswärmetauscher 38 über ein Dreiwegeventil 36 parallel zur Injektorpumpe 42 zu schalten, wie es durch gestrichelte Linien dargestellt ist.
Um die niedriger siedenden Komponenten gut von den höher sie- denden Komponenten zu trennen, dient ein Einsatz 100 für den Abgaswärmetauscher 22 (Fig. 6) , der nach Art einer Rektifikationssäule zum Trennen von Zweistoffgemischen aufge- baut ist. Er besitzt mehrere Glockenböden 92, die den Einsatz 100 in der Höhe unterteilen und Öffnungen 94 aufweisen, die einen nach oben gerichteten Kragen haben. Die Öffnungen 94 werden mit Abstand von Glocken 96 überdeckt, sodass die Kra- gen der Öffnungen 94 von den Glocken 96 axial überlappt werden. Parallel zu den Öffnungen 94 sind in den Glockenböden Überläufe 98 vorgesehen. Das Kältemittel wird durch die Pumpe 28 über einen Zulauf 86 im oberen Teil des Einsatzes 100 zugeführt. Über einen Austritt 88 im oberen Teil des Einsatzes 100 kann Kältemittel als Dampf, bestehend aus niedriger siedenden Komponenten, entnommen werden. Im unteren Teil befindet sich eine Ansaugleitung 90, über die die zweite Pumpe 64 Kältemittel mit höher siedenden Komponenten entnimmt. Reicht die Energie des Abgases zum Betrieb der Klimaanlage 10 nicht aus, ist es zweckmäßig an den Abgasstrang vor dem Abgaswärmetauscher 22 eine Brennkammer 102 anzuschließen, die eine Kraftstoffdüse 104 aufweist und bei Bedarf die Abgase "T zusätzlich aufheizt, oder die bei Stillstand der Brennkraft- maschine die zum Betrieb der Klimatisierung erforderliche Heizenergie liefert. Durch die Brennkammer 102 ist ein autarker Betrieb der Klimaanlage 10 unabhängig von der Brennkraftmaschine 12 mit geringem Energieeinsatz möglich. Dabei kann die Klimaanlage 10, wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ' zeigt, sowohl auf der Abgasseite als auch' auf der Kältemittelseite von der Brennkraftmaschine 12 getrennt sein. Der Wärmetauscher 22 wird in diesem Fall ausschließlich von einer Brennkammer 106 beaufschlagt. Diese besitzt eine Kraftstoffdüse 110 der Kraftstoff 116 über eine Kraftstoffleitung 108 zugeführt wird. Die für die Verbrennung erforderliche Luft 112 strömt seitlich der Kraftstoffdüse 110 in die Brennkammer 106. Die Brennkammer 106 kann in vorteilhafter Weise mit dem Abgaswärmetauscher 22 eine Baueinheit bilden. Für die aus dem Abgaswärmetauscher 22 austretenden Abgase 48 kann ein eigenes Abgasrohr 18 vorgesehen werden oder die Abgase können in das Abgassystem der Brennkraftmaschine 12 eingeleitet werden. So- mit ist die Klimaanlage 10 schnell wirksam, energiesparend und unabhängig von den Funktionen der Brennkraftmaschine 12. Sie braucht nur die Erfordernisse der Klimatisierung des Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen. Die Varianten nach Fig. 8 9 zeigen entsprechende Brennkammern 118 und 120, die in Wär- metauschern 22 und 78 gleich den Ausführungen nach Fig. 3 und Fig. 4 integriert sind.
Während bei den Klimaanlagen nach Fig. 1 und Fig. 2 das Kältemittel im Gegenstromprinzip den Wärmetauscher 22 relativ zum Abgasström 48 durchströmt, ist die Strömungsrichtung des Kältemittels und des Abgases in den Abgasewärmetauschern 22 und 78 nach den Ausführungen nach Fig. 7 bis Fig. 9 gleichgerichtet .

Claims

Ansprüche
1. Klimaanlage (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (12), die im Wesentlichen einen Heizungswärme- tauscher (38) , einen Verdampfer (40) und einen Abgaswärmetauscher (22, 78) in einem Kaltemittelkreislauf (26) umfasst, wobei im Heizbetrieb das im Abgaswärmetauscher (22,78) aufgeheizte Kältemittel über den Heizungswärmetauscher (38) und im Kühlbetrieb, nachdem es in einem Umgebungswärmetauseher (44) abgekühlt wurde, über eine Expansionseinrichtung (46) und einen Verdampfer (40) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel niedrig siedend ist und nach dem Durchströmen des Abgaswärraetauschers (22, 78) als Treibmittel mindestens einer Vorrichtung (30, 42) zum Fördern des Kältemit- tels zugeführt wird.
2. Klimaanlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel ein Alkohol-Wassergemisch ist.
3. Klimaanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemitteldampf einen Motor (30) antreibt, der über eine Antriebswelle (32) mit mindestens einer Pumpe (28, 64) für das Kältemittel verbunden ist.
4. Klimaanlage (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Pumpen (28, 64) vorgesehen sind, von denen die erste Pumpe (28) mit einem größeren Fördervolumen Kältemittel aus einem Vorratsbehälter (34) zum Abgaswärmetauscher (22, 78) fördert und die zweite Pumpe (64) mit einem geringeren Fördervolumen zur Entnahme von flüssigem Kältemittel aus dem Abgaswärmetauscher (22, 78) dient.
5. Klimaanlage (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (28, 64) Rotationskolbenpumpen mit einem gleichen Außendurchmesser sind, die entsprechend ihren Fördervolumina unterschiedliche Breiten aufweisen.
6. Klimaanlage (10) einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (28, 64) mit dem Motor (30) eine Baueinheit bildet.
7. Klimaanlage (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (30) ein Flügelzellenmotor (80) ist.
8. Klimaanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel als Treibdampf für eine Veuillemier-Wärmepumpe oder im Austreiber einer Absorptionskühlanlage eingesetzt wird.
9. Klimaanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, dass im Kaltemittelkreislauf
(26) eine Injektorpumpe (42) vorgesehen ist, der im Kühlbetrieb über einen Leitungszweig (54) heißes Kältemittel aus dem Abgaswärmetauscher (22) als Treibmittel zugeführt wird und die über eine Saugleitung (60) , ein Expansionsventil (46) und den Verdampfer (40) Kältemittel aus einem Vorratsbehälter (34 bzw. 62) ansaugt.
10. Klimaanlage (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abgaswärmetauscher (22) zum Antrieb des Motors (30) Kältemitteldampf aus niedriger siedenden Komponenten entnommen wird, der in einem Umgebungs ärmetauscher (44) kondensiert und in einem zweiten Vorratsbehälter (62) gesammelt wird, der über eine Saugleitung (60) , ein Expansionsventil (46) und einen Verdampfer (40) mit der Injektorpumpe (42) verbunden ist.
11. Klimaanlage (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaswärmetauscher (22) einen Einsatz (100) aufweist, der nach Art einer Rektifikationssäule zur Trennung von Zweistoffgemischen aufgebaut ist.
12. Klimaanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher (38, 40, 44) mit einem Vorratsbehälter (34, 62) kombiniert ist.
13. Klimaanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasseite des Abgaswärmetauschers (22, 78) an das Abgassystem (16, 18, 20, 24) der Brennkraftmaschine (12) angeschlossen ist.
14. Klimaanlage (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaswärmetauscher (22, 78) in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine (12) integriert ist.
15. Klimaanlage (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich- net, dass der Abgaswärmetauscher (22, 78) im Abgasstrang der
Brennkraftmaschine (12) zwischen einem Auslass eines Brennraums und einem Abgasturbolader angeordnet ist .
16. Klimaanlage (10) nach Anspruch 13 oder 15, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Abgaswärmetauscher (22, 78) im Abgasstrang der Brennkraftmaschine (12) nach einem Katalysator (20) angeordnet ist.
17. Klimaanlage (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Abgasstroms (48) vor dem Abgaswärmetauscher (22, 78) eine Brennkammer (102) an das Abgassystem (16, 18, 20, 24) angeschlossen ist.
18. Klimaanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasseite des Abgaswärmetau- schers (22, 78) ausschließlich an mindestens einer Brennkammer (106, 118, 120) angeschlossen ist, die separat von der Brennkraftmaschine (12) betrieben wird.
19. Klimaanlage (10) nach Anspruch 17 und 18, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Brennkammer (102, 106, 118, 120) mit dem Abgaswärmetauscher (22, 78) eine Baueinheit bildet.
20. Klimaanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurc (gekennzeichnet, dass der Abgaswärmetauscher (22, 78) vom Abgas relativ zum Kältemittel nach dem Gleichstromprinzip oder Gegenstromprinzip durchströmt wird.
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