WO2008037242A1 - Air-conditioning system for standstill air-conditioning of a motor vehicle - Google Patents

Air-conditioning system for standstill air-conditioning of a motor vehicle Download PDF

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WO2008037242A1
WO2008037242A1 PCT/DE2007/001488 DE2007001488W WO2008037242A1 WO 2008037242 A1 WO2008037242 A1 WO 2008037242A1 DE 2007001488 W DE2007001488 W DE 2007001488W WO 2008037242 A1 WO2008037242 A1 WO 2008037242A1
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WO
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air
air conditioning
conditioning system
conditioning
motor vehicle
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Application number
PCT/DE2007/001488
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Inventor
Manfred Pfalzgraf
Markus Bedenbecker
Matthias Boltze
Andreas Engl
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Enerday Gmbh
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00421Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning
    • B60H1/00428Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning electric
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    • B60H1/00778Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a vehicle driving condition, e.g. speed the input being a stationary vehicle position, e.g. parking or stopping
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    • B60H1/00207Combined heating, ventilating, or cooling devices characterised by the position of the HVAC devices with respect to the passenger compartment
    • B60H2001/00228Devices in the interior of the passenger compartment
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Definitions

  • the invention relates to an air conditioner for stationary air conditioning of a motor vehicle, with a fuel cell.
  • the invention relates to a motor vehicle with such an air conditioner.
  • the object of the present invention is the generic air conditioning in such a way that a simple retrofitting is guaranteed.
  • the air conditioning system according to the invention builds on the generic state of the art in that the air conditioning system is designed to be arranged in a vehicle interior to be cooled. This further development has the advantage that it is possible to dispense with the laying of air ducts in the motor vehicle and thus to realize a very simple retrofitting. - -
  • the air conditioning system is designed as a cooling tower with an independent cooling circuit. This independent functionality supports simple retrofitting.
  • the air conditioning system has a refrigerator. As a result, the functionality of the air conditioning system can be extended.
  • This embodiment can be developed in such a way that an evaporator associated with the refrigerator can be switched parallel to an evaporator for cooling the vehicle interior.
  • the operation for cooling the vehicle interior is independent of the cooling of the refrigerator, which preferably takes place in continuous operation.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an air conditioner according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of a motor vehicle in which the air conditioner according to the invention is mounted.
  • FIG. 3 is a flow chart of an air conditioning operation.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an air conditioner according to the invention.
  • the air conditioning system 112 installed in a motor vehicle 110 (installation position, see FIG. 2) comprises as main elements a fuel cell system 14 and a refrigeration circuit 116.
  • the air conditioning system 112 has the external appearance of an air conditioning tower 192 whose internal structure is outlined by the dashed line 194.
  • the air conditioning tower 192 has an air outlet 196 and an air inlet 198. Further, a refrigerator 200 is disposed in the air conditioning tower 192.
  • the fuel cell system 14 comprises a reformer 18, to which fuel can be fed via a fuel train 20 from a fuel tank (not shown). Further, the reformer 18 at a second Brennstoffzu 15009 by means of a fuel strand 22 also from the fuel tank fuel can be supplied. Suitable fuel types are diesel, gasoline, natural gas and other types of fuel known from the prior art. Furthermore, that is
  • Reformer 18 via an oxidant strand 24 Oxidati- onskar, ie in particular air, can be fed.
  • the reformate produced by the reformer 18 can be fed to a fuel cell stack 26.
  • the reformate is a hydrogen-containing gas which is converted in the fuel cell stack 26 by means of cathode feeds conveyed via a cathode feed line 28 with generation of electrical energy and heat.
  • the generated electrical energy can be fed via an electrical line 30 to an electric motor 32, a battery 34 and an electrical heating device 36 of the air conditioning system 112. This can be done directly or by feeding the energy over one central node in the electrical system of the motor vehicle 110.
  • the anode exhaust gas via an anode exhaust line 38 of a mixing unit 40 of an afterburner 42 can be fed.
  • fuel can be supplied to the afterburner 42 via a fuel line 44 from the fuel tank and via an oxidant strand 46 to oxidizing agent.
  • conveyors such as pumps, arranged.
  • oxidant strands 24 and 46 corresponding, not shown conveyors, in this case, preferably blower arranged. These conveyors can be powered directly from the fuel cell stack 26 or from the battery 34.
  • the combustion exhaust gas which almost no
  • a compressor 56 In the refrigerant circuit 116, a compressor 56, a condenser 58, an expansion element 60, an evaporator 62, and a refrigerator evaporator 202 connected in parallel to the evaporator 62 are arranged.
  • the refrigerator evaporator 202 is disposed in the refrigerator 200.
  • adjusting devices 204 are placed, with which either the evaporator 62, the refrigerator evaporator 202 or both can be integrated into the refrigeration circuit 116.
  • the compressor 56 can be driven by the electric motor 32, which in turn preferably is supplied with energy by the fuel system cell stack 26 of the fuel cell system 14, but can also be supplied with energy from the battery 34 for a short time.
  • the evaporator 62 is associated with a blower 64.
  • Ambient air can be drawn in from the outside via an outside air line 66.
  • the term "from the outside”, as used in connection with this invention, in this case means from outside the interior 178, thus designates the surrounding the motor vehicle 110 air.
  • the outside air duct 66 leads to an adjusting device 168, which can supply the outside air to the blower 64.
  • the air directed from the actuator 168 to the fan 64 flows past the evaporator 62 as airflow 70. In this way, heat energy can be withdrawn from the air stream 70 by the evaporator 62.
  • the cooled air flow can then be supplied via an adjusting device 72, an air guide 74 and the air outlet 196 to a vehicle interior 178.
  • the adjusting device 72 can be realized, for example, by a solenoid valve or by check valves, which in each case allow only one flow from the two supply lines to the air guide 74. From the vehicle interior 178, the air flows via the air inlet 198 and an air guide 82 back to the adjusting device 168, where it is completely or partially discharged to the outside or back to the bubble 64 is passed. For the guidance of the air to the outside, a corresponding line is provided, which is not shown for reasons of clarity.
  • the circuit of the adjusting device 168 can thus be realized either a fresh air or a recirculation concept in which air is sucked from the outside via the outside air duct 66 or the air is recirculated from the air duct 82.
  • the condenser 58 is associated with a blower 206, with which an air flow 208 from a control unit tion 168 to an air guide 184 or opposite thereto can be generated.
  • the adjusting device 168 can be supplied via the outside air line 66 to the blower 206 air.
  • the air flow 208 is conducted past the condenser 58, where heat energy is supplied to it, if the refrigeration circuit 116 is in operation.
  • the thus preheated air flow is supplied to the air guide 184, which ends at an actuator 210.
  • the preheated air flow can optionally additionally be acted upon by a fan 212 with waste heat from the hot parts of the fuel cell system 14.
  • air sucked in by the blower 212 flows directly past hot parts of the fuel cell system 14 or through heat exchangers (not shown) which mediate between the intake air stream and the hot parts.
  • the hot parts of the fuel cell system 14 are preferably the reformer 18, the fuel cell stack 26 and the afterburner 42. In this way, by the waste heat of the hot parts of the fuel cell system 14 heat energy can be supplied to the air flow.
  • This warm air flow is forwarded in an air duct 190, which is provided with the electric heater 36.
  • the electrical heater 36 is powered directly by an energy generated by the fuel cell stack 26 or stored by the battery 34 to further heat the airflow. This air continues to flow to the actuator 72 and thence to the air outlet 196.
  • the airflow back to the actuator 168 via the air inlet 198 and the air duct 82 where it is either discharged to the outside or returned to the blower 206 can be on the circuit of the adjusting device 168 thus realize either in such a heating operation, a recirculation concept, in the air from the outside is sucked in via the outside air line 66 or the air from the air duct 82 is recirculated.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a motor vehicle 110 in which the air conditioning system 112 according to the invention is mounted.
  • the motor vehicle 110 is preferably a stretch limousine, in which the air conditioning system 112 is arranged in the form of a tower, preferably as a retrofittable unit.
  • the motor vehicle 110 has a conventional air conditioning system 92, in which a compressor of a conventional refrigeration circuit is mechanically drivable by a drive unit 94, preferably an internal combustion engine.
  • the interior 178 can be cooled via the conventional on-board air conditioning system 92 in a generally known manner or heated by means of waste heat from the drive unit 94.
  • the drive unit 94 is at a standstill, the interior space 178 can be conditioned via the air conditioning system 112 according to the invention.
  • the refrigerator evaporator 202 can be integrated into the refrigeration circuit 116 by means of the adjusting devices 204 in all operating states, so that, for example, drinks in the refrigerator can be cooled:
  • Cooling operation with circulating air circulation In this operating state, the adjusting device 168 is switched so that air is guided from the interior 178 via the air inlet 198, the air guide 82 to the blower 64. This air flow 70 is cooled and discharged via the adjusting device 72, the air guide 74 and the air outlet 196 into the interior 178, whereby it is cooled. In order to avoid heating of the interior 178 during cooling operation, the waste heat of the fuel cell system 14 is guided by the blower 212 to the adjusting device 210.
  • the actuator 210 directs the waste heat through the air duct 184 to the blower 206, which is operated so that the air from the air duct 184 is passed directly over the capacitor 58 to the adjusting device 168, whereby the waste heat of the capacitor 58 transmitted to the air becomes.
  • Waste air flow is discharged from the actuator 168 to the outside.
  • additional fans and lines may be provided which dissipate the waste heat of the fuel cell system 14 and the waste heat of the capacitor 58 to the outside.
  • Cooling operation with external air supply In this operating state, the adjusting device 168 is switched such that outside air is guided via the outside air line 66 to the blower 64. The air flow 70 is cooled and over the
  • the over the air guide 82 from the interior 178 leading air flow is discharged from the actuator 168 to the outside.
  • Heating mode with circulating air circulation In this operating state, an air flow 208 is led to the blower 206 via the air inlet 198, the air duct 82 and the adjusting device 168. If the refrigerator 200 is to be cooled, the refrigeration circuit 116 is in operation such that the actuators 204 only the refrigerator evaporator 202 in the Integrate cooling circuit 116. By this operation of the refrigerant circuit 116, waste heat is released at the condenser 58. With this waste heat, the air flow 208 is preheated. The preheated air stream flows via the air guide 184 to the adjusting device 210, where the air flow can additionally be supplied with waste heat from the hot parts of the fuel cell system 14 via the blower 212.
  • the air flow is heated for the first time.
  • the preheated in this way air is guided by the air guide 190 to the electric heater 36 and on to the adjusting device 72.
  • the electric heater 36 is operated to heat the air in the air guide 190 with e- lectric power. Subsequently, the heated air flows via the adjusting device 72, the air guide 74 and the air outlet 196 into the interior 178.
  • Heating mode with outside air supply In this operating state, outside air is supplied via the outside air line 66 from the adjusting device 168 to the blower 206. If the condenser 58 generates waste heat by the cooling of the refrigerator 200, as described above, it preheats the air flow. This air flow, as in the operating state described above, via the Heil Center 184, the adjusting device 210 with the associated heating, the air guide 190, the electric heater 36, the actuator 72, the air guide 74 and the air outlet 196 in the interior 178th directed. Subsequently, the air is guided via the air guide 82 to the adjusting device 168, where it is discharged to the outside.
  • an electronic control unit which, depending on the temperature in the interior 178, outside temperature set Set temperatures and desired air conditioning operation selects the appropriate operating condition.
  • This electronic control unit is not shown in the figures for reasons of clarity, but it is immediately apparent to those skilled in the art that these at least with the corresponding conveyors in the strands 20, 22, 24, 44 and 46 of the power distribution in the electrical line 30, the blowers 64, 206 and 212, the electric heater 36, the electric motor 32, the adjusting means 72, 168 and 204 and the corresponding temperature sensors is connected.
  • the air flow into or out of the vehicle interior 178 may be reversed, i. the air can be blown laterally on the air conditioning tower 192 and sucked up.
  • FIG. 3 shows a flowchart of the air conditioning operation of the air conditioner 112 according to the present invention.
  • the routine of FIG. 3 executed by the electronic control unit starts in step S100 when the air conditioner 112 is turned on manually.
  • step SIOL it is determined whether the power plant 94 is still operating.
  • the process does not proceed to step S102 until the query in step S101 is negative.
  • step S102 it is determined whether the user has selected an automatic standby mode via a selection switch or a corresponding programming of the air conditioner 112. If not, the process proceeds to step S103, where it is determined whether the user manually selects
  • step S104 it is determined whether the user has manually selected comfort climate control. If this is answered with "YES" is th, the process proceeds to step S105 where comfort air-conditioning is performed.
  • comfort air-conditioning the interior 178 of the motor vehicle 110 is air-conditioned to a comfort temperature (eg 18 ° C.) by making a selection from the various heating and cooling modes from the electronic control unit.
  • the subsequent step S106 determines that this feel-good air conditioning is automatically stopped when the power plant 94 is started. Accordingly, if it is determined in step S106 that the power plant 94 is not running yet, it is determined in S107 whether the air conditioner 112 has been turned off manually.
  • step S112 For a manual shutdown, the process ends at step S112, otherwise the process returns to step S105. If the user has not selected feel-good conditioning in step S104, the process returns to step S110. If it has been determined in step S102 that an automatic standby air conditioning has been selected, then the process proceeds to step S08, where it is determined whether a comfortable air conditioning has been manually selected by the user. If so, then the process proceeds to step S105, where the well-being conditioning described above is performed. If it is determined in step S108 that the user has not selected feel-good air-conditioning, then the process proceeds to step S109 where the standby air conditioning according to the present invention is performed.
  • the temperature in the interior 178 is regulated to a setpoint setpoint temperature (eg 25 ° C.), which differs from the comfort temperature.
  • a setpoint setpoint temperature eg 25 ° C.
  • the electronic control unit controls the temperature and cooling modes. If the outside temperature is high, then the ready set temperature is greater than the comfort temperature. Is low against the outside temperature, then the ready set temperature is lower than the comfort temperature. Thus, for example, at high outside temperature, a heating of the interior 178 is prevented and, if necessary, ensures a very fast reaching the comfort temperature, because the interior 178 is already "pre-cooled”.
  • step S110 the process proceeds to step S110, where it is checked if the power plant 94 has been started. If so, then the process returns to step S100. Otherwise, the process proceeds to step S11, where it is determined whether the user has manually turned off the air conditioning - if "YES”, then the process ends in step S112 and if "NO", then the process returns to step S108.
  • the preferred operation of the air conditioner 112 in practice is to select automatic standby air conditioning. If the drive unit 94 is operated, then the interior 178 can be conditioned via the vehicle optimized, very effective and specially designed air conditioning 92. As soon as the drive unit 94 is switched off (and the occupants leave the motor vehicle 110 by mistake), the air conditioning system 112 starts the standby air conditioning, which cools the interior space at high outside temperature to, for example, 25 ° C. This standby air conditioning operation can be carried out with 12 liters of fuel without any problems for 12 days in continuous operation. The standby air conditioning operation is performed until the user selects a Wohlfühlmaschine- tmaschine shortly before driving, which then cools the interior 178 to, for example 18 0 C.

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Abstract

The invention relates to an air-conditioning system (112) for standstill air-conditioning of a motor vehicle (110), having a fuel cell. Here, it is advantageously provided that the air-conditioning system (112) is designed to be arranged in a vehicle interior space (178) which is to be cooled. The invention also relates to a motor vehicle having an air-conditioning system of said type.

Description

Klimaanlage zur Standklimatisierung eines KraftfahrzeugsAir conditioner for stationary air conditioning of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage zur Standklimatisierung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Brennstoffzelle.The invention relates to an air conditioner for stationary air conditioning of a motor vehicle, with a fuel cell.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Klimaanlage.Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such an air conditioner.
Aus der DE 102 23 949 Al ist eine Klimaanlage mit einer Brennstoffzelle zur Standklimatisierung eines Fahrzeugs bekannt. Solche Klimaanlagen nachzurüsten ist jedoch oft aufwendig .From DE 102 23 949 Al an air conditioning system with a fuel cell for stationary air conditioning of a vehicle is known. However, retrofitting such air conditioning systems is often expensive.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin die gattungsgemäße Klimaanlage derart weiterzubilden, dass eine einfache Nachrüstbarkeit gewährleistet ist.The object of the present invention is the generic air conditioning in such a way that a simple retrofitting is guaranteed.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Klimaanlage dazu ausgelegt ist, in einem zu kühlenden Fahrzeuginnenraum angeordnet zu sein. Diese Weiterentwicklung hat den Vor- teil, dass auf die Verlegung von Luftführungen im Kraftfahrzeug verzichtet werden kann und somit eine sehr einfache Nachrüstung zu realisieren ist. - -The air conditioning system according to the invention builds on the generic state of the art in that the air conditioning system is designed to be arranged in a vehicle interior to be cooled. This further development has the advantage that it is possible to dispense with the laying of air ducts in the motor vehicle and thus to realize a very simple retrofitting. - -
Darüber hinaus kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Klimaanlage als Kühlturm mit eigenständigem Kälte- kreis ausgeführt ist. Diese eigenständige Funktionalität unterstützt eine einfache Nachrüstbarkeit .In addition, it may be advantageously provided that the air conditioning system is designed as a cooling tower with an independent cooling circuit. This independent functionality supports simple retrofitting.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Klimaanlage einen Kühlschrank aufweist. Dadurch kann die Funktionalität der Klimaanlage erweitert werden.Furthermore, it can be provided that the air conditioning system has a refrigerator. As a result, the functionality of the air conditioning system can be extended.
Diese Ausführungsform kann derart weitergebildet sein, dass ein dem Kühlschrank zugeordneter Verdampfer parallel zu einem Verdampfer zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums schaltbar ist. Dadurch ist der Betrieb zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums unabhängig von der Kühlung des Kühlschranks, die vor- zugsweise im Dauerbetrieb erfolgt.This embodiment can be developed in such a way that an evaporator associated with the refrigerator can be switched parallel to an evaporator for cooling the vehicle interior. As a result, the operation for cooling the vehicle interior is independent of the cooling of the refrigerator, which preferably takes place in continuous operation.
Mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug, welches eine solche Klimaanlage aufweist, können die vorstehend genannten Vorteile in übertragener Weise erreicht werden.With the motor vehicle according to the invention, which has such an air conditioner, the advantages mentioned above can be achieved in a metaphorical manner.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.Preferred embodiments of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage;Figure 1 is a schematic representation of an air conditioner according to the invention;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs in dem die erfindungsgemäße Klimaanlage montiert ist; undFigure 2 is a schematic representation of a motor vehicle in which the air conditioner according to the invention is mounted; and
Figur 3 ein Flussdiagramm eines Klimatisierungsbetriebs. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage. Die in einem Kraftfahrzeug 110 installierte Klimaanlage 112 (Einbaulage siehe Fig. 2) um- fasst als Hauptelemente ein BrennstoffZeilensystem 14 und einen Kältekreis 116. Die Klimaanlage 112 hat die äußere Gestalt eines Klimatisierungsturms 192, dessen Innenaufbau durch die gestrichelte Linie 194 umrissen ist. Der Klimatisierungsturm 192 hat einen Luftauslass 196 und einen Luft- einlass 198. Ferner ist in dem Klimatisierungsturm 192 ein Kühlschrank 200 angeordnet.FIG. 3 is a flow chart of an air conditioning operation. Figure 1 shows a schematic representation of an air conditioner according to the invention. The air conditioning system 112 installed in a motor vehicle 110 (installation position, see FIG. 2) comprises as main elements a fuel cell system 14 and a refrigeration circuit 116. The air conditioning system 112 has the external appearance of an air conditioning tower 192 whose internal structure is outlined by the dashed line 194. The air conditioning tower 192 has an air outlet 196 and an air inlet 198. Further, a refrigerator 200 is disposed in the air conditioning tower 192.
Das BrennstoffZeilensystem 14 umfasst einen Reformer 18, dem über einen Brennstoffsträng 20 aus einem nicht darge- stellten Brennstofftank Brennstoff zuführbar ist. Ferner ist dem Reformer 18 an einer zweiten Brennstoffzuführstufe mittels eines BrennstoffStrangs 22 ebenfalls aus dem Brennstofftank Brennstoff zuführbar. Als BrennstoffSorten kommen Diesel, Benzin, Erdgas und weitere aus dem Stand der Tech- nik bekannte BrennstoffSorten in Frage. Weiterhin ist demThe fuel cell system 14 comprises a reformer 18, to which fuel can be fed via a fuel train 20 from a fuel tank (not shown). Further, the reformer 18 at a second Brennstoffzuführstufe by means of a fuel strand 22 also from the fuel tank fuel can be supplied. Suitable fuel types are diesel, gasoline, natural gas and other types of fuel known from the prior art. Furthermore, that is
Reformer 18 über einen Oxidationsmittelstrang 24 Oxidati- onsmittel, d.h. insbesondere Luft, zuführbar. Das von dem Reformer 18 erzeugte Reformat ist einem Brennstoffzellen- stapel 26 zuführbar. Alternativ kann anstatt des Brenn- stoffzellenstapels 26 auch nur eine Brennstoffzelle vorgesehen sein. Bei dem Reformat handelt es sich um ein wasser- stoffhaltiges Gas, das in dem Brennstoffzellenstapel 26 mit Hilfe von über einen Kathodenzuluftstrang 28 geförderter Kathodenzuluft unter Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme umgesetzt wird. Die erzeugte elektrische Energie ist über eine elektrische Leitung 30 einem Elektromotor 32, einer Batterie 34 und einer elektrischen Heizeinrichtung 36 der Klimaanlage 112 zuführbar. Dies kann auf direktem Weg erfolgen oder durch Einspeisung der Energie über einen zentralen Knoten in das elektrische Bordnetz des Kraftfahrzeugs 110. Im dargestellten Fall ist das Anodenabgas über einen Anodenabgasstrang 38 einer Mischeinheit 40 eines Nachbrenners 42 zuführbar. Ferner ist dem Nachbrenner 42 über einen Brennstoffsträng 44 Brennstoff aus dem Brennstofftank und über einen Oxidationsmittelstrang 46 Oxidati- onsmittel zuführbar. In den Brennstoffsträngen 20, 22 und 44 sind geeignete, nicht dargestellte Fördereinrichtungen, wie beispielsweise Pumpen, angeordnet. Ebenso sind in den Oxidationsmittelsträngen 24 und 46 entsprechende, nicht dargestellte Fördereinrichtungen, in diesem Fall vorzugsweise Gebläse, angeordnet. Diese Fördereinrichtungen können direkt vom Brennstoffzellenstapel 26 oder von der Batterie 34 mit Strom versorgt werden. In dem Nachbrenner 42 erfolgt eine Umsetzung des abgereicherten Anodenabgases mit dem geförderten Brennstoff und Oxidationsmittel zu einem Verbrennungsabgas, welches in einer Mischeinheit 48 mit Kathodenabluft vermischt wird, die über einen Kathodenabluftstrang 50 von dem Brennstoffzellenstapel 26 zu der Mischeinheit 48 gefördert wird. Das Verbrennungsabgas, welches nahezu keineReformer 18 via an oxidant strand 24 Oxidati- onsmittel, ie in particular air, can be fed. The reformate produced by the reformer 18 can be fed to a fuel cell stack 26. Alternatively, instead of the fuel cell stack 26, only one fuel cell may be provided. The reformate is a hydrogen-containing gas which is converted in the fuel cell stack 26 by means of cathode feeds conveyed via a cathode feed line 28 with generation of electrical energy and heat. The generated electrical energy can be fed via an electrical line 30 to an electric motor 32, a battery 34 and an electrical heating device 36 of the air conditioning system 112. This can be done directly or by feeding the energy over one central node in the electrical system of the motor vehicle 110. In the illustrated case, the anode exhaust gas via an anode exhaust line 38 of a mixing unit 40 of an afterburner 42 can be fed. Furthermore, fuel can be supplied to the afterburner 42 via a fuel line 44 from the fuel tank and via an oxidant strand 46 to oxidizing agent. In the fuel strands 20, 22 and 44 are suitable, not shown conveyors, such as pumps, arranged. Likewise, in the oxidant strands 24 and 46 corresponding, not shown conveyors, in this case, preferably blower arranged. These conveyors can be powered directly from the fuel cell stack 26 or from the battery 34. In the afterburner 42, a conversion of the depleted anode exhaust gas with the pumped fuel and oxidizing agent to a combustion exhaust gas, which is mixed in a mixing unit 48 with cathode exhaust air, which is conveyed via a Kathodenabuftstrang 50 from the fuel cell stack 26 to the mixing unit 48. The combustion exhaust gas, which almost no
Schadstoffe enthält, durchströmt einen Wärmetauscher 52 zum Vorwärmen der Kathodenzuluft und verlässt schließlich das Brennstoffzellensystem 14 über einen Abgasauslass 54.Contains pollutants, flows through a heat exchanger 52 for preheating the cathode feed air and finally leaves the fuel cell system 14 via an exhaust gas outlet 54th
In dem Kältekreis 116 sind ein Kompressor 56, ein Kondensator 58, ein Expansionsorgan 60, ein Verdampfer 62 und ein zum Verdampfer 62 parallel geschalteter Kühlschrankverdampfer 202 angeordnet. Der Kühlschrankverdampfer 202 ist im Kühlschrank 200 angeordnet. An den Abzweigungen zum Kühl- schrankverdampfer 202 sind Stelleinrichtungen 204 platziert, mit denen wahlweise der Verdampfer 62, der Kühlschrankverdampfer 202 oder beide in den Kältekreis 116 eingebunden werden können. Der Kompressor 56 ist von dem E- lektromotor 32 antreibbar, welcher wiederum vorzugsweise durch den BrennstoffStoffzellenstapel 26 des Brennstoffzel- lensystems 14 mit Energie versorgt wird, aber kurzzeitig auch von der Batterie 34 mit Energie versorgt werden kann. Dem Verdampfer 62 ist ein Gebläse 64 zugeordnet. Über eine Außenluftleitung 66 kann von Außen Umgebungsluft angesaugt werden. Der Begriff "von Außen", wie er im Zusammenhang mit dieser Erfindung verwendet wird, bedeutet dabei von außerhalb des Innenraumes 178, bezeichnet somit die das Kraftfahrzeug 110 umgebende Luft. Die Außenluftleitung 66 führt zu einer Stelleinrichtung 168, welche die Außenluft dem Gebläse 64 zuführen kann. Die von der Stelleinrichtung 168 zum Gebläse 64 geleitete Luft strömt als Luftstrom 70 an dem Verdampfer 62 vorüber. Auf diese Weise kann dem Luft- strom 70 durch den Verdampfer 62 Wärmeenergie entzogen wer- den. Der gekühlte Luftstrom kann dann über eine Stelleinrichtung 72, eine Luftführung 74 und den Luftauslass 196 einem Fahrzeuginnenraum 178 zugeführt werden. Die Stelleinrichtung 72 kann beispielsweise durch ein Elektromagnetventil oder durch Rückschlagventile, welche jeweils nur eine Strömung von den beiden Zuleitungen hin zur Luftführung 74 zulassen, realisiert werden. Aus dem Fahrzeuginnenraum 178 strömt die Luft über den Lufteinlass 198 und eine Luftführung 82 zurück zu der Stelleinrichtung 168, wo sie ganz o- der teilweise nach Außen abgeführt wird oder zurück zum Ge- blase 64 geleitet wird. Für die Führung der Luft nach Außen ist eine entsprechende Leitung vorgesehen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Über die Schaltung der Stelleinrichtung 168 lässt sich somit wahlweise ein Frischluft- oder ein Umluftkonzept realisieren, bei dem Luft von Außen über die Außenluftleitung 66 angesaugt wird oder die Luft aus der Luftführung 82 rezirkuliert wird. Auch Mischformen dieser Betriebsarten sind möglich. Ferner ist dem Kondensator 58 ein Gebläse 206 zugeordnet, mit dem ein Luftstrom 208 von einer Stelleinrich- tung 168 zu einer Luftführung 184 oder entgegengesetzt dazu erzeugt werden kann. Mittels der Stelleinrichtung 168 kann über die Außenluftleitung 66 dem Gebläse 206 Luft zugeführt werden. Der Luftström 208 wird an dem Kondensator 58 vor- über geführt, wo ihm Wärmeenergie zugeführt wird, falls der Kältekreis 116 in Betrieb ist. Der so vorgewärmte Luftstrom wird der Luftführung 184 zugeführt, die an einer Stelleinrichtung 210 endet. An der Stelleinrichtung 210 kann der vorgewärmte Luftstrom wahlweise zusätzlich über ein Gebläse 212 mit Abwärme von den heißen Teilen des Brennstoffzellen- systems 14 beaufschlagt werden. Hierfür strömt vom Gebläse 212 angesaugte Luft an heißen Teilen des Brennstoffzellen- systems 14 direkt vorüber oder durch (nicht dargestellte) Wärmetauscher, die zwischen dem angesauten Luftstrom und den heißen Teilen vermitteln. Die heißen Teile des Brennstoffzellensystems 14 sind vorzugsweise der Reformer 18, der Brennstoffzellenstapel 26 und der Nachbrenner 42. Auf diese Weise kann durch die Abwärme der heißen Teile des Brennstoffzellensystems 14 dem Luftstrom Wärmeenergie zuge- führt werden. Dieser warme Luftstrom wird in einer Luftführung 190 weitergeleitet, die mit der elektrischen Heizeinrichtung 36 versehen ist. Die elektrische Heizeinrichtung 36 wird direkt von einer vom Brennstoffzellenstapel 26 erzeugten oder von der Batterie 34 gespeicherten Energie ver- sorgt, um den Luftstrom weiter zu erwärmen. Diese Luft strömt weiter zur Stelleinrichtung 72 und von dort zu dem Luftauslass 196. Nach dem Durchströmen des Innenraums 178 führt der Luftstrom über den Lufteinlass 198 und die Luftführung 82 zurück zur Stelleinrichtung 168, wo er entweder nach Außen abgeführt oder zurück zum Gebläse 206 geleitet wird. Auch hierbei lässt sich über die Schaltung der Stelleinrichtung 168 somit wahlweise in einem solchen Heizbetrieb ein Umluftkonzept realisieren, bei dem Luft von Außen über die Außenluftleitung 66 angesaugt wird oder die Luft aus der Luftführung 82 rezirkuliert wird.In the refrigerant circuit 116, a compressor 56, a condenser 58, an expansion element 60, an evaporator 62, and a refrigerator evaporator 202 connected in parallel to the evaporator 62 are arranged. The refrigerator evaporator 202 is disposed in the refrigerator 200. At the branches to the refrigerator evaporator 202, adjusting devices 204 are placed, with which either the evaporator 62, the refrigerator evaporator 202 or both can be integrated into the refrigeration circuit 116. The compressor 56 can be driven by the electric motor 32, which in turn preferably is supplied with energy by the fuel system cell stack 26 of the fuel cell system 14, but can also be supplied with energy from the battery 34 for a short time. The evaporator 62 is associated with a blower 64. Ambient air can be drawn in from the outside via an outside air line 66. The term "from the outside", as used in connection with this invention, in this case means from outside the interior 178, thus designates the surrounding the motor vehicle 110 air. The outside air duct 66 leads to an adjusting device 168, which can supply the outside air to the blower 64. The air directed from the actuator 168 to the fan 64 flows past the evaporator 62 as airflow 70. In this way, heat energy can be withdrawn from the air stream 70 by the evaporator 62. The cooled air flow can then be supplied via an adjusting device 72, an air guide 74 and the air outlet 196 to a vehicle interior 178. The adjusting device 72 can be realized, for example, by a solenoid valve or by check valves, which in each case allow only one flow from the two supply lines to the air guide 74. From the vehicle interior 178, the air flows via the air inlet 198 and an air guide 82 back to the adjusting device 168, where it is completely or partially discharged to the outside or back to the bubble 64 is passed. For the guidance of the air to the outside, a corresponding line is provided, which is not shown for reasons of clarity. The circuit of the adjusting device 168 can thus be realized either a fresh air or a recirculation concept in which air is sucked from the outside via the outside air duct 66 or the air is recirculated from the air duct 82. Mixed forms of these modes are possible. Furthermore, the condenser 58 is associated with a blower 206, with which an air flow 208 from a control unit tion 168 to an air guide 184 or opposite thereto can be generated. By means of the adjusting device 168 can be supplied via the outside air line 66 to the blower 206 air. The air flow 208 is conducted past the condenser 58, where heat energy is supplied to it, if the refrigeration circuit 116 is in operation. The thus preheated air flow is supplied to the air guide 184, which ends at an actuator 210. At the adjusting device 210, the preheated air flow can optionally additionally be acted upon by a fan 212 with waste heat from the hot parts of the fuel cell system 14. For this purpose, air sucked in by the blower 212 flows directly past hot parts of the fuel cell system 14 or through heat exchangers (not shown) which mediate between the intake air stream and the hot parts. The hot parts of the fuel cell system 14 are preferably the reformer 18, the fuel cell stack 26 and the afterburner 42. In this way, by the waste heat of the hot parts of the fuel cell system 14 heat energy can be supplied to the air flow. This warm air flow is forwarded in an air duct 190, which is provided with the electric heater 36. The electrical heater 36 is powered directly by an energy generated by the fuel cell stack 26 or stored by the battery 34 to further heat the airflow. This air continues to flow to the actuator 72 and thence to the air outlet 196. After passing through the interior 178, the airflow back to the actuator 168 via the air inlet 198 and the air duct 82 where it is either discharged to the outside or returned to the blower 206 , Here, too, can be on the circuit of the adjusting device 168 thus realize either in such a heating operation, a recirculation concept, in the air from the outside is sucked in via the outside air line 66 or the air from the air duct 82 is recirculated.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraft- fahrzeugs 110 in dem die erfindungsgemäße Klimaanlage 112 montiert ist. Bei dem Kraftfahrzeug 110 handelt es sich vorzugsweise um eine Stretchlimousine, in welcher die Klimaanlage 112 turmförmig, vorzugsweise als nachrüstbare Einheit, angeordnet ist. Zusätzlich zur beschriebenen Klimaan- läge 112 hat das Kraftfahrzeug 110 eine herkömmliche Klimaanlage 92, bei der ein Kompressor eines herkömmlichen Kältekreises mechanisch von einem Antriebsaggregat 94, vorzugsweise einem Verbrennungsmotor, antreibbar ist. Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 110 und dem damit verbundenen Betrieb des Antriebsaggregats 94 kann der Innenraum 178 ü- ber die herkömmliche, fahrzeugeigene Klimaanlage 92 in allgemein bekannter Weise gekühlt bzw. mittels Abwärme des Antriebsaggregats 94 erwärmt werden. Bei Stillstand des Antriebsaggregats 94 kann der Innenraum 178 über die erfin- dungsgemäße Klimaanlage 112 klimatisiert werden.FIG. 2 shows a schematic illustration of a motor vehicle 110 in which the air conditioning system 112 according to the invention is mounted. The motor vehicle 110 is preferably a stretch limousine, in which the air conditioning system 112 is arranged in the form of a tower, preferably as a retrofittable unit. In addition to the described air conditioning system 112, the motor vehicle 110 has a conventional air conditioning system 92, in which a compressor of a conventional refrigeration circuit is mechanically drivable by a drive unit 94, preferably an internal combustion engine. During the journey of the motor vehicle 110 and the associated operation of the drive unit 94, the interior 178 can be cooled via the conventional on-board air conditioning system 92 in a generally known manner or heated by means of waste heat from the drive unit 94. When the drive unit 94 is at a standstill, the interior space 178 can be conditioned via the air conditioning system 112 according to the invention.
Nachfolgend werden verschiedene Betriebszustände aufgezeigt, die mittels der Klimaanlage 112 realisierbar sind; dabei kann wahlweise bei allen Betriebszuständen zusätzlich oder alternativ der Kühlschrankverdampfer 202 mittels der Stelleinrichtungen 204 in den Kältekreis 116 eingebunden werden, so dass beispielsweise Getränke im Kühlschrank gekühlt werden können:Below, various operating conditions are shown, which can be realized by means of the air conditioner 112; In this case, optionally or alternatively, the refrigerator evaporator 202 can be integrated into the refrigeration circuit 116 by means of the adjusting devices 204 in all operating states, so that, for example, drinks in the refrigerator can be cooled:
Kühlbetrieb mit Umluftzirkulation: In diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 168 so geschaltet, dass Luft aus dem Innenraum 178 über den Lufteinlass 198, die Luftführung 82 zu dem Gebläse 64 geführt wird. Dieser Luftström 70 wird gekühlt und über die Stelleinrichtung 72, die Luft- führung 74 und den Luftauslass 196 in den Innenraum 178 geführt, wodurch dieser gekühlt wird. Um im Kühlbetrieb ein Aufheizen des Innenraums 178 zu vermeiden, wird die Abwärme des Brennstoffzellensystem 14 vom Gebläse 212 zu der Stell- einrichtung 210 geführt. Die Stelleinrichtung 210 leitet die Abwärme weiter über die Luftführung 184 zum Gebläse 206, welches derart betrieben wird, dass die Luft aus der Luftführung 184 direkt über den Kondensator 58 hinweg zur Stelleinrichtung 168 geführt wird, wodurch auch die Abwärme des Kondensators 58 auf die Luft übertragen wird. DieserCooling operation with circulating air circulation: In this operating state, the adjusting device 168 is switched so that air is guided from the interior 178 via the air inlet 198, the air guide 82 to the blower 64. This air flow 70 is cooled and discharged via the adjusting device 72, the air guide 74 and the air outlet 196 into the interior 178, whereby it is cooled. In order to avoid heating of the interior 178 during cooling operation, the waste heat of the fuel cell system 14 is guided by the blower 212 to the adjusting device 210. The actuator 210 directs the waste heat through the air duct 184 to the blower 206, which is operated so that the air from the air duct 184 is passed directly over the capacitor 58 to the adjusting device 168, whereby the waste heat of the capacitor 58 transmitted to the air becomes. This
Abwärmeluftstrom wird von der Stelleinrichtung 168 nach Außen abgegeben. Alternativ können auch entsprechende (nicht dargestellte) zusätzliche Gebläse und Leitungen vorgesehen sein, welche die Abwärme des Brennstoffzellensystems 14 und die Abwärme des Kondensators 58 nach Außen abführen.Waste air flow is discharged from the actuator 168 to the outside. Alternatively, corresponding (not shown) additional fans and lines may be provided which dissipate the waste heat of the fuel cell system 14 and the waste heat of the capacitor 58 to the outside.
Kühlbetrieb mit AußenluftZuführung: In diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 168 so geschaltet, dass Außenluft über die Außenluftleitung 66 zu dem Gebläse 64 ge- führt wird. Der Luftström 70 wird gekühlt und über dieCooling operation with external air supply: In this operating state, the adjusting device 168 is switched such that outside air is guided via the outside air line 66 to the blower 64. The air flow 70 is cooled and over the
Stelleinrichtung 72, die Luftführung 74 und den Luftauslass 196 in den Innenraum 178 geführt. Der über die Luftführung 82 aus dem Innenraum 178 führende Luftstrom wird von der Stelleinrichtung 168 nach Außen abgegeben. Hinsichtlich des Abführens der Abwärme des Brennstoffzellensystems 14 und des Kondensators 58 werden die im Rahmen des vorstehend beschriebenen Kühlbetriebs erläuterten Maßnahmen ergriffen.Adjustment device 72, the air guide 74 and the air outlet 196 guided in the interior 178. The over the air guide 82 from the interior 178 leading air flow is discharged from the actuator 168 to the outside. With regard to the removal of the waste heat of the fuel cell system 14 and the capacitor 58, the measures explained in the context of the cooling operation described above are taken.
Heizbetrieb mit UmluftZirkulation: In diesem Betriebszu- stand wird über den Lufteinlass 198, die Luftführung 82 und die Stelleinrichtung 168 ein Luftstrom 208 zum Gebläse 206 geführt. Falls der Kühlschrank 200 gekühlt werden soll, ist der Kältekreis 116 derart in Betrieb, dass die Stelleinrichtungen 204 nur den Kühlschrankverdampfer 202 in den Kältekreis 116 einbinden. Durch diesen Betrieb des Kältekreises 116 wird Abwärme am Kondensator 58 freigesetzt. Mit dieser Abwärme wird der Luftstrom 208 vorgewärmt. Der vorgewärmte Luftstrom strömt über die Luftführung 184 zur Stelleinrichtung 210, wo der Luftstrom zusätzlich über das Gebläse 212 mit Abwärme der heißen Teile des Brennstoffzel- lensystems 14 beaufschlagt werden kann. Falls der Kühlschrankverdampfer 202 nicht in Betrieb ist, dann wird hier der Luftstrom zum ersten mal erwärmt. Die auf diese Weise vorgewärmte Luft wird mittels der Luftführung 190 zu der elektrischen Heizeinrichtung 36 und weiter zur Stelleinrichtung 72 geführt. Die elektrische Heizeinrichtung 36 wird zur Erwärmung der Luft in der Luftführung 190 mit e- lektrischem Strom betrieben. Anschließend strömt die er- wärmte Luft über die Stelleinrichtung 72, die Luftführung 74 und den Luftauslass 196 in den Innenraum 178.Heating mode with circulating air circulation: In this operating state, an air flow 208 is led to the blower 206 via the air inlet 198, the air duct 82 and the adjusting device 168. If the refrigerator 200 is to be cooled, the refrigeration circuit 116 is in operation such that the actuators 204 only the refrigerator evaporator 202 in the Integrate cooling circuit 116. By this operation of the refrigerant circuit 116, waste heat is released at the condenser 58. With this waste heat, the air flow 208 is preheated. The preheated air stream flows via the air guide 184 to the adjusting device 210, where the air flow can additionally be supplied with waste heat from the hot parts of the fuel cell system 14 via the blower 212. If the refrigerator evaporator 202 is not in operation, then here the air flow is heated for the first time. The preheated in this way air is guided by the air guide 190 to the electric heater 36 and on to the adjusting device 72. The electric heater 36 is operated to heat the air in the air guide 190 with e- lectric power. Subsequently, the heated air flows via the adjusting device 72, the air guide 74 and the air outlet 196 into the interior 178.
Heizbetrieb mit AußenluftZuführung: In diesem Betriebszustand wird Außenluft über die Außenluftleitung 66 von der Stelleinrichtung 168 dem Gebläse 206 zugeführt. Falls der Kondensator 58 durch die Kühlung des Kühlschranks 200 Abwärme erzeugt, wie vorstehend beschrieben, wird mit dieser der Luftstrom vorgewärmt. Dieser Luftstrom wird, wie im vorstehend beschriebenen Betriebszustand, über die Luftfüh- rung 184, die Stelleinrichtung 210 mit der damit verbundenen Erwärmung, die Luftführung 190, die elektrische Heizeinrichtung 36, die Stelleinrichtung 72, die Luftführung 74 und den Luftauslass 196 in den Innenraum 178 geleitet. Anschließend wird die Luft über die Luftführung 82 zur Stell- einrichtung 168 geführt, wo sie nach Außen abgegeben wird.Heating mode with outside air supply: In this operating state, outside air is supplied via the outside air line 66 from the adjusting device 168 to the blower 206. If the condenser 58 generates waste heat by the cooling of the refrigerator 200, as described above, it preheats the air flow. This air flow, as in the operating state described above, via the Luftführung 184, the adjusting device 210 with the associated heating, the air guide 190, the electric heater 36, the actuator 72, the air guide 74 and the air outlet 196 in the interior 178th directed. Subsequently, the air is guided via the air guide 82 to the adjusting device 168, where it is discharged to the outside.
Diese unterschiedlichen Betriebszustände werden über eine elektronische Steuereinheit angesteuert, die je nach Temperatur im Innenraum 178, Außentemperatur, eingestellten Solltemperaturen und gewünschtem Klimatisierungsbetrieb den geeigneten Betriebszustand auswählt. Diese elektronische Steuereinheit ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nicht dargestellt, jedoch ist dem Fachmann sofort ersichtlich, dass diese zumindest mit den entsprechenden Fördereinrichtungen in den Strängen 20, 22, 24, 44 und 46 der Energieverteilung in der elektrischen Leitung 30, den Gebläsen 64, 206 und 212, der elektrischen Heizeinrichtung 36, dem Elektromotor 32, den Stelleinrichtungen 72, 168 und 204 sowie den entsprechenden Temperatursensoren verbunden ist.These different operating states are controlled by an electronic control unit which, depending on the temperature in the interior 178, outside temperature set Set temperatures and desired air conditioning operation selects the appropriate operating condition. This electronic control unit is not shown in the figures for reasons of clarity, but it is immediately apparent to those skilled in the art that these at least with the corresponding conveyors in the strands 20, 22, 24, 44 and 46 of the power distribution in the electrical line 30, the blowers 64, 206 and 212, the electric heater 36, the electric motor 32, the adjusting means 72, 168 and 204 and the corresponding temperature sensors is connected.
In einer Abwandlung kann die Luftführung in bzw. aus dem Fahrzeuginnenraum 178 auch umgekehrt erfolgen, d.h. die Luft kann am Klimatisierungsturm 192 auch seitlich ausgeblasen und oben angesaugt werden.Alternatively, the air flow into or out of the vehicle interior 178 may be reversed, i. the air can be blown laterally on the air conditioning tower 192 and sucked up.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm des Klimatisierungsbetriebs der erfindungsgemäßen Klimaanlage 112. Die Routine aus Fi- gur 3, welche von der elektronischen Steuereinheit ausgeführt wird, startet bei Schritt SlOO, wenn die Klimaanlage 112 manuell eingeschaltet wird. Bei Schritt SlOl wird bestimmt, ob das Antriebsaggregat 94 immer noch in Betrieb ist. Der Prozess fährt erst dann zu Schritt S102 fort, wenn die Abfrage in Schritt SlOl negativ ist. In Schritt S102 wird bestimmt, ob der Benutzter über einen Auswahlschalter oder eine entsprechende Programmierung der Klimaanlage 112 einen automatischen Bereitschaftsbetrieb ausgewählt hat. Falls dies nicht der Fall ist, fährt der Prozess zu Schritt S103 fort, wo bestimmt wird, ob der Benutzer manuell eineFIG. 3 shows a flowchart of the air conditioning operation of the air conditioner 112 according to the present invention. The routine of FIG. 3 executed by the electronic control unit starts in step S100 when the air conditioner 112 is turned on manually. At step SIOL, it is determined whether the power plant 94 is still operating. The process does not proceed to step S102 until the query in step S101 is negative. In step S102, it is determined whether the user has selected an automatic standby mode via a selection switch or a corresponding programming of the air conditioner 112. If not, the process proceeds to step S103, where it is determined whether the user manually selects
Bereitschaftsklimatisierung ausgewählt hat. Ist dies nicht der Fall, dann fährt der Prozess zu Schritt S104 fort, wo bestimmt wird, ob der Benutzer manuell eine Wohlfühlklimatisierung ausgewählt hat. Falls dies mit "JA" zu beantwor- ten ist, fährt der Prozess zu Schritt S105 fort, bei dem eine Wohlfühlklimatisierung durchgeführt wird. Bei dieser Wohlfühlklimatisierung wird der Innenraum 178 des Kraftfahrzeugs 110 auf eine Wohlfühltemperatur (z.B. 18°C) kli- matisiert, indem eine Auswahl aus den verschiedenen Heiz- und Kühlmodi von der elektronischen Steuereinheit getroffen wird. Mit dem nachfolgenden Schritt S106 wird festgelegt, dass diese Wohlfühlklimatisierung automatisch gestoppt wird, wenn das Antriebsaggregat 94 gestartet wird. Wenn in Schritt S106 demnach bestimmt wird, dass das Antriebsaggregat 94 noch nicht läuft, wird in S107 bestimmt, ob die Klimaanlage 112 manuell abgestellt wurde. Bei einer manuellen Abschaltung endet der Prozess bei Schritt S112, ansonsten kehrt der Prozess zurück zu Schritt S105. Falls der Benut- zer in Schritt S104 keine Wohlfühlklimatisierung gewählt hat, kehrt der Prozess zu Schritt SlOl zurück. Falls in Schritt S102 bestimmt wurde, dass eine automatische Bereitschaftsklimatisierung gewählt wurde, dann fährt der Prozess von dort zu Schritt Sl08 fort, wo bestimmt wird, ob von dem Benutzer manuell eine Wohlfühlklimatisierung gewählt wurde. Ist dies der Fall, dann fährt der Prozess zu Schritt S105 fort, wo die bereits beschriebene Wohlfühlklimatisierung durchgeführt wird. Falls in Schritt S108 bestimmt wird, dass der Benutzer keine Wohlfühlklimatisierung ausgewählt hat, dann fährt der Prozess zu Schritt S109 fort, wo die erfindungsgemäße Bereitschaftsklimatisierung durchgeführt wird. Bei dieser Bereitschaftsklimatisierung wird die Temperatur im Innenraum 178 auf eine Bereitschafts- Solltemperatur (z.B. 25°C) geregelt, die sich von der Wohl- fühltemperatur unterscheidet. Dies wird realisiert, indem die elektronische Steuereinheit in geeigneter Weise aus den beschriebenen Heiz- und Kühlbetriebsarten auswählt. Ist die Außentemperatur hoch, dann ist die Bereitschafts- Solltemperatur größer als die Wohlfühltemperatur. Ist hin- gegen die Außentemperatur niedrig, dann ist die Bereitschafts-Solltemperatur geringer als die Wohlfühltemperatur . Somit wird beispielsweise bei hoher Außentemperatur ein Aufheizen des Innenraumes 178 verhindert und im Bedarfsfall ein sehr schnelles Erreichen der Wohlfühltemperatur gewährleistet, weil der Innenraum 178 bereits "vorgekühlt" ist. Nach Schritt S109 fährt der Prozess zu Schritt SIlO fort, wo überprüft wird, ob das Antriebsaggregat 94 gestartet wurde. Ist dies der Fall, dann kehrt der Prozess zu Schritt SlOO zurück. Ansonsten fährt der Prozess zu Schritt SlIl fort, wo bestimmt wird, ob der Benutzer die Klimatisierung manuell abgestellt hat - wenn "JA", dann endet der Prozess bei Schritt S112 und wenn "NEIN" , dann kehrt der Prozess zu Schritt S108 zurück.Standby air conditioning has selected. If this is not the case, then the process proceeds to step S104, where it is determined whether the user has manually selected comfort climate control. If this is answered with "YES" is th, the process proceeds to step S105 where comfort air-conditioning is performed. In this comfort air-conditioning, the interior 178 of the motor vehicle 110 is air-conditioned to a comfort temperature (eg 18 ° C.) by making a selection from the various heating and cooling modes from the electronic control unit. The subsequent step S106 determines that this feel-good air conditioning is automatically stopped when the power plant 94 is started. Accordingly, if it is determined in step S106 that the power plant 94 is not running yet, it is determined in S107 whether the air conditioner 112 has been turned off manually. For a manual shutdown, the process ends at step S112, otherwise the process returns to step S105. If the user has not selected feel-good conditioning in step S104, the process returns to step S110. If it has been determined in step S102 that an automatic standby air conditioning has been selected, then the process proceeds to step S08, where it is determined whether a comfortable air conditioning has been manually selected by the user. If so, then the process proceeds to step S105, where the well-being conditioning described above is performed. If it is determined in step S108 that the user has not selected feel-good air-conditioning, then the process proceeds to step S109 where the standby air conditioning according to the present invention is performed. In this standby air conditioning, the temperature in the interior 178 is regulated to a setpoint setpoint temperature (eg 25 ° C.), which differs from the comfort temperature. This is realized by suitably selecting the electronic control unit from the described heating and cooling modes. If the outside temperature is high, then the ready set temperature is greater than the comfort temperature. Is low against the outside temperature, then the ready set temperature is lower than the comfort temperature. Thus, for example, at high outside temperature, a heating of the interior 178 is prevented and, if necessary, ensures a very fast reaching the comfort temperature, because the interior 178 is already "pre-cooled". After step S109, the process proceeds to step S110, where it is checked if the power plant 94 has been started. If so, then the process returns to step S100. Otherwise, the process proceeds to step S11, where it is determined whether the user has manually turned off the air conditioning - if "YES", then the process ends in step S112 and if "NO", then the process returns to step S108.
Der bevorzugte Betrieb der Klimaanlage 112 sieht in der Praxis so aus, dass eine automatische Bereitschaftsklimatisierung gewählt ist. Wird das Antriebsaggregat 94 betrieben, dann kann der Innenraum 178 über die auf das Fahrzeug optimierte, sehr effektive und speziell ausgelegte Klimaanlage 92 klimatisiert werden. Sobald das Antriebsaggregat 94 abgestellt wird (und die Insassen das Kraftfahrzeug 110 e- ventuell verlassen) , startet die Klimaanlage 112 die Bereitschaftsklimatisierung, die den Innenraum bei hoher Au- ßentemperatur auf beispielsweise 25°C kühlt. Dieser Bereitschaftsklimatisierungsbetrieb kann mit 60 Litern Brennstoff problemlos 12 Tage im Dauerbetrieb erfolgen. Der Bereitschaftsklimatisierungsbetrieb wird solange durchgeführt, bis der Benutzer kurz vor Fahrtantritt eine Wohlfühlklima- tisierung wählt, die dann den Innenraum 178 auf beispielsweise 180C kühlt. Die Wohlfühlklimatisierung wird dann solange durchgeführt bis das Antriebsaggregat 94 wieder gestartet wird. Obwohl vorstehend beschrieben wurde, dass die Klimaanlage 112 nur im Stand, d.h. bei Stillstand des Antriebsaggregats 94, betrieben wird, ist dies nur die bevorzugte Betriebsweise und es ist auch möglich, die Klimaanlage 112 während des Betriebs des Antriebsaggregats 94 zu betreiben.The preferred operation of the air conditioner 112 in practice is to select automatic standby air conditioning. If the drive unit 94 is operated, then the interior 178 can be conditioned via the vehicle optimized, very effective and specially designed air conditioning 92. As soon as the drive unit 94 is switched off (and the occupants leave the motor vehicle 110 by mistake), the air conditioning system 112 starts the standby air conditioning, which cools the interior space at high outside temperature to, for example, 25 ° C. This standby air conditioning operation can be carried out with 12 liters of fuel without any problems for 12 days in continuous operation. The standby air conditioning operation is performed until the user selects a Wohlfühlklima- tisierung shortly before driving, which then cools the interior 178 to, for example 18 0 C. The Wohlfühlklimatisierung is then carried out until the drive unit 94 is restarted. Although it has been described above that the air conditioner 112 is operated only when stationary, ie, when the power plant 94 is at a standstill, this is only the preferred mode of operation and it is also possible to operate the air conditioner 112 during operation of the power plant 94.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential to the realization of the invention both individually and in any combination.
Bezugszeichenliste :List of reference numbers:
14 BrennstoffZeilensystem14 fuel line system
18 Reformer 20 Brennstoffsträng18 reformers 20 fuel strands
22 Brennstoffsträng22 fuel strands
24 Oxidationsmittelstrang24 oxidizer strand
26 Brennstoffzellenstapel26 fuel cell stack
28 Kathodenzuluftsträng 30 Elektrische Leitung28 cathode inlet air line 30 Electrical line
32 Elektromotor32 electric motor
34 Batterie34 battery
36 Elektrische Heizeinrichtung36 Electric heater
38 Anodenabgasstrang 40 Mischeinheit38 anode exhaust line 40 mixing unit
42 Nachbrenner42 afterburner
44 Brennstoffsträng44 fuel strands
46 Oxidationsmittelstrang46 Oxidizing agent strand
48 Mischeinheit 50 Kathodenabluftstrang48 mixing unit 50 cathode exhaust line
52 Wärmetauscher52 heat exchangers
54 Abgasauslass54 exhaust outlet
56 Kompressor56 compressor
58 Kondensator 60 Expansionsorgan58 condenser 60 expansion element
62 Verdampfer62 evaporator
64 Gebläse64 blowers
66 Außenluftleitung66 outside air line
70 Luftstrom 72 Stelleinrichtung70 air flow 72 adjusting device
74 Luftführung74 air duct
82 Luftführung82 air duct
92 Herkömmliche Klimaanlage92 Conventional air conditioning
94 Antriebsaggregat 110 Kraftfahrzeug94 drive unit 110 motor vehicle
112 Klimaanlage112 air conditioning
116 Kältekreis116 refrigerant circuit
168 Stelleinrichtung 178 Innenraum168 Control device 178 Interior
184 Luftführung184 air duct
190 Luftführung190 air duct
192 Klimatisierungsturm192 Air conditioning tower
194 Innenaufbau der Klimaanlage 196 Luftauslass194 Interior of the air conditioner 196 Air outlet
198 Lufteinlass198 air intake
200 Kühlschrank200 fridge
202 Kühlschrankverdampfer202 refrigerator evaporator
204 Stelleinrichtungen 206 Gebläse204 actuators 206 blower
208 Luftstrom208 airflow
210 Stelleinrichtung210 adjusting device
212 Gebläse 212 blowers

Claims

ANSPRUCHE
1. Klimaanlage (112) zur Standklimatisierung eines Kraftfahrzeugs (110) , mit einer Brennstoffzelle (26) , dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (112) dazu ausgelegt ist, in einem zu kühlenden Fahrzeuginnenraum (178) angeordnet zu sein.An air conditioning system (112) for stationary air conditioning of a motor vehicle (110), comprising a fuel cell (26), characterized in that the air conditioning system (112) is designed to be arranged in a vehicle interior (178) to be cooled.
2. Klimaanlage (112) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (178) als Kühlturm mit eigenständigem Kältekreis ausgeführt ist.2. Air conditioning system (112) according to claim 1, characterized in that the air conditioning system (178) is designed as a cooling tower with independent cooling circuit.
3. Klimaanlage (112) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (112) einen Kühlschrank (200) aufweist.3. Air conditioning system (112) according to one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning system (112) has a refrigerator (200).
4. Klimaanlage (112) gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein dem Kühlschrank (200) zugeordneter Verdampfer (202) parallel zu einem Verdampfer (62) zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums (178) schaltbar ist.4. The air conditioner (112) according to claim 3, characterized in that a refrigerator (200) associated evaporator (202) parallel to an evaporator (62) for cooling the vehicle interior (178) is switchable.
5. Kraftfahrzeug (110) mit einer Klimaanlage (112) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4. 5. motor vehicle (110) with an air conditioner (112) according to one of claims 1 to 4.
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