WO2008037244A1 - Air-conditioning system for a motor vehicle - Google Patents

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WO2008037244A1
WO2008037244A1 PCT/DE2007/001490 DE2007001490W WO2008037244A1 WO 2008037244 A1 WO2008037244 A1 WO 2008037244A1 DE 2007001490 W DE2007001490 W DE 2007001490W WO 2008037244 A1 WO2008037244 A1 WO 2008037244A1
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air
fuel cell
cell system
air conditioning
motor vehicle
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PCT/DE2007/001490
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German (de)
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Manfred Pfalzgraf
Markus Bedenbecker
Matthias Boltze
Andreas Engl
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Enerday Gmbh
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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the invention relates to an air conditioner for stationary air conditioning of a motor vehicle, with a fuel cell system for operating a refrigeration circuit.
  • the invention relates to a motor vehicle with such an air conditioner.
  • an air conditioning system with a fuel cell for stationary air conditioning of a vehicle is known.
  • a fuel cell converts hydrogen-rich gas into electrical and thermal energy.
  • the electrical energy is used to operate a refrigeration circuit, i. with the electrical energy, a compressor of the refrigeration circuit is driven.
  • the thermal energy leads to considerable heating in such systems.
  • part of the air cooled by the air conditioning system can be branched off to the fuel cell system in order to cool at least one component of the fuel cell system.
  • the cooled air can be branched off upstream of the vehicle interior. This has the advantage that at this point the air is still much cooler, as one would branch off the air only after flowing through the vehicle interior.
  • the air conditioning system has an air duct, by means of the heated air to the vehicle interior can be supplied, and the same air flow is also suitable to supply the branched, cooled air to the fuel cell system.
  • Figure 1 is a schematic representation of an air conditioner according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of the motor vehicle with the air conditioner according to the invention.
  • FIG. 3 shows a flow chart of the air conditioning operation according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an air conditioner according to the invention.
  • the air conditioning system 12 installed in a motor vehicle 10 (installation position, see FIG. 2), which is outlined with a dashed line in FIG. 1, comprises a fuel cell system 14 and a cooling circuit 16 as main elements.
  • the fuel cell system 14 comprises a reformer 18, to which fuel can be fed via a fuel strand 20 from a fuel tank, not shown. Furthermore, fuel can also be supplied to the reformer 18 at a second fuel feed stage by means of a fuel train 22 from the fuel tank. As fuel types come
  • the reformer 18 is oxidized via an oxidant strand 24, ie. in particular air, can be fed.
  • the reformate produced by the reformer 18 can be fed to a fuel cell stack 26.
  • the fuel cell stack 26 instead of the fuel cell stack 26, only one fuel cell may be provided.
  • the reformate is a hydrogen-containing gas that is pumped into the fuel cell stack 26 by means of a cathode feed line 28
  • Kathodenenzu Kunststoff is converted by generating electrical energy and heat.
  • the generated electrical energy is via an electrical line 30 an electric motor 32, a battery 34 and an electric heater 36th the air conditioner 12 can be fed.
  • the anode exhaust gas can be fed via an anode exhaust line 38 to a mixing unit 40 of an afterburner 42.
  • fuel can be fed 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.
  • conveyors in this case preferably blower arranged.
  • conveyors can be powered directly from the fuel cell stack 26 or from the battery 34.
  • the depleted anode exhaust gas is reacted with the conveyed fuel and oxidant to form a combustion exhaust gas, which is mixed in a mixing unit 48 with cathode exhaust air, which is conveyed via a cathode exhaust line 50 from the fuel cell stack 26 to the mixing unit 48.
  • the combustion exhaust gas which contains virtually no 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 54.
  • a compressor 56 In the refrigerant circuit 16, a compressor 56, a condenser 58, an expansion device 60 and an evaporator 62 are arranged.
  • the compressor 56 is drivable by the electric motor 32, which in turn is preferably powered by the fuel cell stack 26 of the fuel cell system 14 with energy, but briefly from the
  • Battery 34 can be powered.
  • the evaporator 62 is associated with a blower 64.
  • Ambient air can be drawn in from the outside via an outside air line 66.
  • Invention used in this case means from outside the interior 78, thus indicating the surrounding the motor vehicle 10 air.
  • the outside air duct 66 leads to an adjusting device 68, which can supply the outside air to the blower 64.
  • the air directed from the actuator 68 to the fan 64 flows past the evaporator 62 as airflow 70. In this way, the air flow 70 through the evaporator 62 heat energy can be withdrawn.
  • the cooled air stream can then be fed via an actuator 72 and an air guide 74 via a Hutablage- 76 a vehicle interior 78.
  • the adjusting device 72 can be realized, for example, by a solenoid valve.
  • the cooled air flows through the vehicle interior 78 and leaves it below a seat 80, preferably the rear seat.
  • the air flows via an air guide 82 back to the adjusting device 68, where it is completely or partially discharged to the outside or back to the blower 64 is passed.
  • a corresponding line is provided, which is not shown for reasons of clarity.
  • the circuit of the adjusting device 68 thus makes it possible to realize either a fresh air or a circulating air concept in which air is drawn in from outside via the outside air line 66 or the air is recirculated out of the air guide 82. Mixed forms of these modes are possible.
  • the air introduced via the outside air duct 66 for a heating operation of an air duct 84 and via this a blower 86 are supplied.
  • the fan may be operated in either direction to produce either an airflow 88 or 96. In the present heating operation, the fan 86 is operated so that the air leading from the air guide 84 as air stream 88 on hot parts of the fuel cell system 14 pass directly - -
  • 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, heat energy can be supplied to the air stream 88 by the waste heat of the hot parts of the fuel cell system 14.
  • the heated air stream 88 leads via an air guide 90 to the electric heater 36, which is supplied directly by an energy generated by the fuel cell stack 26 or stored by the battery 34.
  • the already preheated air in the air duct 90 can be further heated and fed via the adjusting device 72 and the air guide 74 to the interior 78.
  • Cooling operation with circulating air circulation In this operating state, the adjusting device 68 is switched so that air is guided from the interior 78 via the air guide 82 to the blower 64. This air flow 70 is cooled and guided via the adjusting device 72 and the air guide 74 into the interior 78, whereby it is cooled.
  • corresponding fans (not shown) and lines are provided which the waste heat of the condenser 58 (and optionally also the waste heat of the compressor 56 and the electric motor 32) to the outside. In the case of the capacitor 58, this could alternatively also be arranged on the outside of the vehicle 10, in order thus to remove the waste heat directly.
  • a small portion of the cooled air stream 70 is branched off by means of the adjusting device 72 and passed over the air guide 90 directly over the hot parts of the fuel cell system 14, whereby they are cooled (alternatively, a heat exchanger between the hot parts and the cooled air flow convey).
  • the fan 86 is operated so that an air flow 96 is formed.
  • this cooled air stream which flows from the air duct 90, can be mixed with fresh air via an air inlet (not shown) if the volume flow of the cooled air is too low.
  • the air flow 96 which has absorbed the waste heat of the hot parts of the fuel cell system 14, is guided via the air guide 84 to the actuating device 68, which discharges the waste air flow to the outside.
  • Cooling operation with outside air supply In this operating state, the adjusting device 68 is switched so that outside air is guided via the outside air line 66 to the blower 64. The air flow 70 is cooled and guided via the adjusting device 72 and the air guide 74 into the interior 78. The over the air guide 82 from the interior 78 leading air flow is from the actuator 68 after - o ⁇
  • Heating mode with circulating air circulation In this operating state, an air flow 88 is led out of the interior space 78 to the fan 86 via the air guide 82, the adjusting device 68 and the air guide 84.
  • the refrigeration circuit 16 is not in operation, i. the electric motor 32 is not operated.
  • the fan 86 passes the air stream 88 past the hot parts of the fuel cell system 14.
  • the preheated in this way air is guided by the air guide 90 to the e- lectric heater 36 and on to the adjusting device 72.
  • the electric heater 36 is operated to heat the air in the air duct 90 with electric power. Subsequently, the heated flows
  • Heating mode with outside air supply In this operating state, outside air is supplied via the outside air line 66 from the
  • Adjusting device 68 of the air guide 84 is supplied.
  • the waste heat produced by the operation of the fuel cell system 14 heats the air flow 88.
  • This heated air flow is, as in the operating state described above, via the air guide 90, the electric heater 36, the
  • Adjustment device 72 and the air guide 74 passed into the interior 78. Subsequently, this air flow is guided via the air guide 82 to the adjusting device 68, where it is discharged to the outside. - -
  • an electronic control unit which selects the suitable operating state depending on the temperature in the interior 78, outside temperature, adjusted setpoint temperatures and desired air conditioning operation.
  • 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 and 86, the electric heater, the electric motor 32, the adjusting means 68 and 72 and the corresponding temperature sensors is connected.
  • the flow direction described above in the vehicle interior 78 i. Introducing the air over the parcel shelf 76 and discharging the air below the seat 80 may also be reversed during cooling and / or heating operation.
  • the air guide would have to open 74 corresponding to the seat 80 in the vehicle interior 78 and open the air guide 82 on the parcel shelf 76 in the vehicle interior 78.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the motor vehicle 10 with the air conditioning system 12 according to the invention.
  • the air conditioner 12 according to the invention can be mounted in the trunk, preferably as a retrofittable unit.
  • the motor vehicle 10 has a conventional air conditioner 92, in which a compressor of a conventional refrigeration circuit is mechanically drivable by a drive unit 94, preferably an internal combustion engine. While driving the motor vehicle _
  • the interior 78 can be cooled by the conventional on-board air conditioning 92 in a well-known manner or heated by waste heat of the drive unit 94 are the.
  • the interior 78 can be conditioned via the air conditioning system 12 according to the invention.
  • Figure 3 shows a flow chart of the air conditioning operation of the air conditioners 12 according to the invention.
  • the routine of Figure 3, which is executed by the electronic control unit starts at step SlOO when the air conditioner 12 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 selector switch or a corresponding programming of the air conditioner 12. If not, the process moves to step
  • step S103 where it is determined whether the user has manually selected standby air conditioning. If this is not the case, then the process proceeds to step S104, where it is determined whether the user has manually selected a feel-good climate. If this is to be answered with "YES”, the process proceeds to step S105, at which a comfort air-conditioning is performed.
  • a comfort air-conditioning In this Wohlfühlrytmaschinetmaschine the interior 78 of the motor vehicle 10 to a comfort temperature (eg 18 0 C) air-conditioned by a selection of the various heating and
  • Cooling modes is taken by 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.
  • Step S106 after it is determined that the engine unit 94 is not running, it is determined in S107 whether the air conditioner 12 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 from there to step S108, 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.
  • step S109 the standby air conditioning according to the present invention is performed.
  • the temperature in the interior 78 is controlled to a standby set temperature (eg, 25 ° C), which is different 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. If, however, the outside temperature is low, then the ready set temperature is lower than the comfort temperature.
  • step S109 the process proceeds to step S110, where it is checked if the power plant 94 has been started. If so, the process returns SlOO back. 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 conditioning system 12 in practice is to select automatic standby air conditioning. If the drive unit 94 is operated, then the interior space 78 can be conditioned via the vehicle-optimized, very effective and specially designed air conditioning system 92. As soon as the drive unit 94 is switched off (and the occupants possibly leave the motor vehicle 10), the air conditioning system 12 starts the standby air conditioning, which cools the interior space to, for example, 25 ° C. at a high outside temperature. 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 continued until the user selects a Wohlfühlry- mation shortly before departure, which then cools the interior space 78, for example, 18 0 C. The Wohlfühlrytmaschine is then carried out until the drive unit 94 is restarted.
  • the air conditioner 12 is only in the stand, i. is operated at standstill of the drive unit 94, this is only the preferred mode of operation and it is also possible to operate the air conditioner 12 during operation of the drive unit 94.

Abstract

The invention relates to an air-conditioning system (12) for standstill air-conditioning of a motor vehicle (10), having a fuel cell system (14) for operating a refrigeration circuit (16). Here, it is advantageously provided that a certain proportion of the air cooled by the air-conditioning system can be branched off to the fuel cell system (14) in order to cool at least one component (18, 26, 42) of the fuel cell system (14). The invention also relates to a motor vehicle having an air-conditioning system of said type.

Description

Klimaanlage für ein KraftfahrzeugAir conditioning for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage zur Standklimatisierung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Brennstoffzellen- system zum Betreiben eines Kältekreises .The invention relates to an air conditioner for stationary air conditioning of a motor vehicle, with a fuel cell system for operating a refrigeration circuit.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Klimaanlage.Moreover, 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. In derartigen Klimaanlagen setzt eine Brennstoffzel- Ie Wasserstoffreiches Gas in elektrische und thermische E- nergie um. Die elektrische Energie wird zum Betrieb eines Kältekreises verwendet, d.h. mit der elektrischen Energie wird ein Kompressor des Kältekreises angetrieben. Die thermische Energie führt jedoch in solchen Systemen zu be- trächtlicher Aufheizung.From DE 102 23 949 Al an air conditioning system with a fuel cell for stationary air conditioning of a vehicle is known. In such air conditioning systems, a fuel cell converts hydrogen-rich gas into electrical and thermal energy. The electrical energy is used to operate a refrigeration circuit, i. with the electrical energy, a compressor of the refrigeration circuit is driven. However, the thermal energy leads to considerable heating in such systems.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die gattungsgemäße Klimaanlage derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Kühlung der Klimaanlage realisiert werden kann.It is therefore the object of the present invention to further develop the generic air conditioning system such that improved cooling of the air conditioning system can be realized.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- düng ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments and further developments of the invention düng result from the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass ein bestimmter An- - -The air conditioning system according to the invention builds on the generic state of the art in that a certain - -
teil der von der Klimaanlage gekühlten Luft zum Brennstoffzellensystem abzweigbar ist, um zumindest eine Komponente des Brennstoffzellensystems zu kühlen. Dadurch wird eine verbesserte Kühlung realisiert, bei der nicht nur Abwärme des Brennstoffzellensystems nach Außen abgeführt wird, sondern zusätzlich mit gekühlter Luft eine stark verbesserte Kühlung realisiert werden kann.part of the air cooled by the air conditioning system can be branched off to the fuel cell system in order to cool at least one component of the fuel cell system. As a result, an improved cooling is realized, in which not only waste heat of the fuel cell system is dissipated to the outside, but in addition with cooled air, a greatly improved cooling can be realized.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die gekühlte Luft stromaufwärts des Fahrzeuginnenraums abzweigbar ist. Dies hat den Vorteil, dass an dieser Stelle die Luft noch deutlich kühler ist, als würde man die Luft erst nach dem Durchströmen des Fahrzeuginnenraums abzweigen.In addition, it can be provided that the cooled air can be branched off upstream of the vehicle interior. This has the advantage that at this point the air is still much cooler, as one would branch off the air only after flowing through the vehicle interior.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Klimaanlage eine Luftführung aufweist, mittels der erwärmte Luft dem Fahrzeuginnenraum zuführbar ist, und die selbe Luftführung auch geeignet ist, die abgezweigte, gekühlte Luft dem Brennstoffzellensystem zuzuführen. Durch diese Doppelnutzung einer Luftführung ist ein kompakterer Aufbau der erfindungsgemäßen Klimaanlage zu verwirklichen.Furthermore, it can be provided according to the invention that the air conditioning system has an air duct, by means of the heated air to the vehicle interior can be supplied, and the same air flow is also suitable to supply the branched, cooled air to the fuel cell system. By this double use of air duct a more compact design of the air conditioning system according to the invention is to be realized.
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.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft erläutert .A preferred embodiment 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; Figur 2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Klimaanlage; undFigure 1 is a schematic representation of an air conditioner according to the invention; Figure 2 is a schematic representation of the motor vehicle with the air conditioner according to the invention; and
Figur 3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Klimatisierungsbetriebs .3 shows a flow chart of the air conditioning operation according to the invention.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage. Die in einem Kraftfahrzeug 10 in- stallierte Klimaanlage 12 (Einbaulage siehe Fig. 2) , die in Figur 1 mit einer gestrichelten Linie umrissen ist, umfasst als Hauptelemente ein Brennstoffzellensystem 14 und einen Kältekreis 16.Figure 1 shows a schematic representation of an air conditioner according to the invention. The air conditioning system 12 installed in a motor vehicle 10 (installation position, see FIG. 2), which is outlined with a dashed line in FIG. 1, comprises a fuel cell system 14 and a cooling circuit 16 as main elements.
Das Brennstoffzellensystem 14 umfasst einen Reformer 18, dem über einen BrennstoffStrang 20 aus einem nicht dargestellten Brennstofftank Brennstoff zuführbar ist. Ferner ist dem Reformer 18 an einer zweiten Brennstoffzuführstufe mittels eines BrennstoffStrangs 22 ebenfalls aus dem Brenn- stofftank Brennstoff zuführbar. Als Brennstoffsorten kommenThe fuel cell system 14 comprises a reformer 18, to which fuel can be fed via a fuel strand 20 from a fuel tank, not shown. Furthermore, fuel can also be supplied to the reformer 18 at a second fuel feed stage by means of a fuel train 22 from the fuel tank. As fuel types come
Diesel, Benzin, Erdgas und weitere aus dem Stand der Technik bekannte BrennstoffSorten in Frage. Weiterhin ist dem 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 Brennstoffzellenstapels 26 auch nur eine Brennstoffzelle vorgesehen sein. Bei dem Reformat handelt es sich um ein Wasserstoffhaltiges Gas, das in dem Brennstoffzellenstapel 26 mit Hilfe von über einen KathodenzuluftStrang 28 geförderterDiesel, gasoline, natural gas, and other types of fuel known in the art. Furthermore, the reformer 18 is oxidized via an oxidant strand 24, 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 that is pumped into the fuel cell stack 26 by means of a cathode feed line 28
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 12 zuführbar. 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 Oxidationsmit- telstrang 46 Oxidationsmittel zuführbar. In den Brennstoff- strängen 2O7 22 und 44 sind geeignete, nicht dargestellte Fördereinrichtungen, wie beispielsweise Pumpen, angeordnet. Ebenso sind in den Oxidationsmittelsträngen 24 und 46 ent- sprechende, 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 Ano- denabgases 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 Verbrennungs- abgas, welches nahezu keine Schadstoffe enthält, durchströmt einen Wärmetauscher 52 zum Vorwärmen der Kathodenzuluft und verlässt schließlich das Brennstoffzellensystem 14 über einen Abgasauslass 54.Kathodenenzuluft is converted by generating electrical energy and heat. The generated electrical energy is via an electrical line 30 an electric motor 32, a battery 34 and an electric heater 36th the air conditioner 12 can be fed. In the case shown, the anode exhaust gas can be fed via an anode exhaust line 38 to a mixing unit 40 of an afterburner 42. Furthermore, fuel can be fed 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 2O 7 22 and 44 suitable, not shown conveyors, such as pumps, arranged. Likewise, in the oxidizer 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, the depleted anode exhaust gas is reacted with the conveyed fuel and oxidant to form a combustion exhaust gas, which is mixed in a mixing unit 48 with cathode exhaust air, which is conveyed via a cathode exhaust line 50 from the fuel cell stack 26 to the mixing unit 48. The combustion exhaust gas, which contains virtually no 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 54.
In dem Kältekreis 16 sind ein Kompressor 56, ein Kondensator 58, ein Expansionsorgan 60 und ein Verdampfer 62 angeordnet. Der Kompressor 56 ist von dem Elektromotor 32 antreibbar, welcher wiederum vorzugsweise durch den BrennstoffStoffzellenstapel 26 des Brennstoffzellensystems 14 mit Energie versorgt wird, aber kurzzeitig auch von derIn the refrigerant circuit 16, a compressor 56, a condenser 58, an expansion device 60 and an evaporator 62 are arranged. The compressor 56 is drivable by the electric motor 32, which in turn is preferably powered by the fuel cell stack 26 of the fuel cell system 14 with energy, but briefly from the
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 - -Battery 34 can be powered. 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 he related to this - -
Erfindung verwendet wird, bedeutet dabei von außerhalb des Innenraumes 78, bezeichnet somit die das Kraftfahrzeug 10 umgebende Luft. Die Außenluftleitung 66 führt zu einer Stelleinrichtung 68, welche die Außenluft dem Gebläse 64 zuführen kann. Die von der Stelleinrichtung 68 zum Gebläse 64 geleitete Luft strömt als Luftstrom 70 an dem Verdampfer 62 vorüber. Auf diese Weise kann dem Luftstrom 70 durch den Verdampfer 62 Wärmeenergie entzogen werden. Der gekühlte Luftstrom kann dann über eine Stelleinrichtung 72 und eine Luftführung 74 über eine Hutablage- 76 einem Fahrzeuginnenraum 78 zugeführt werden. Die Stelleinrichtung 72 kann beispielsweise durch- ein Elektromagnetventil realisiert werden. Die gekühlte Luft strömt durch den Fahrzeuginnenraum 78 und verlässt diesen unterhalb einer Sitzbank 80, vor- zugsweise der hinteren Sitzbank. Anschließend strömt die Luft über eine Luftführung 82 zurück zu der Stelleinrichtung 68, wo sie ganz oder teilweise nach Außen abgeführt wird oder zurück zum Gebläse 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 68 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 Luft- führung 82 rezirkuliert wird. Auch Mischformen dieser Betriebsarten sind möglich. Ferner kann mittels der Stelleinrichtung 68, die über die Außenluftleitung 66 eingeleitete Luft für einen Heizbetrieb einer Luftführung 84 und über diese einem Gebläse 86 zugeführt werden. Das Gebläse kann in beide Richtungen betrieben werden, so dass es entweder einen Luftstrom 88 oder 96 erzeugt. Im vorliegenden Heizbetrieb wird das Gebläse 86 so betrieben, dass die von der Luftführung 84 herbeiführende Luft als Luftstrom 88 an heißen Teilen des Brennstoffzellensystems 14 direkt vorüber - -Invention used in this case means from outside the interior 78, thus indicating the surrounding the motor vehicle 10 air. The outside air duct 66 leads to an adjusting device 68, which can supply the outside air to the blower 64. The air directed from the actuator 68 to the fan 64 flows past the evaporator 62 as airflow 70. In this way, the air flow 70 through the evaporator 62 heat energy can be withdrawn. The cooled air stream can then be fed via an actuator 72 and an air guide 74 via a Hutablage- 76 a vehicle interior 78. The adjusting device 72 can be realized, for example, by a solenoid valve. The cooled air flows through the vehicle interior 78 and leaves it below a seat 80, preferably the rear seat. Subsequently, the air flows via an air guide 82 back to the adjusting device 68, where it is completely or partially discharged to the outside or back to the blower 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 68 thus makes it possible to realize either a fresh air or a circulating air concept in which air is drawn in from outside via the outside air line 66 or the air is recirculated out of the air guide 82. Mixed forms of these modes are possible. Further, by means of the adjusting device 68, the air introduced via the outside air duct 66 for a heating operation of an air duct 84 and via this a blower 86 are supplied. The fan may be operated in either direction to produce either an airflow 88 or 96. In the present heating operation, the fan 86 is operated so that the air leading from the air guide 84 as air stream 88 on hot parts of the fuel cell system 14 pass directly - -
oder durch (nicht dargestellte) Wärmetauscher führt, die zwischen dem Luftstrom 88 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 88 Wärmeenergie zugeführt werden. Der erwärmte Luftstrom 88 führt über eine Luftführung 90 zu der elektrischen Heizeinrichtung 36, die direkt von einer vom Brenn- stoffzellenstapel 26 erzeugten oder von der Batterie 34 gespeicherten Energie versorgt wird. Somit kann in einem Heizbetrieb die ohnehin schon vorgewärmte Luft in der Luftführung 90 weiter erwärmt werden und über die Stelleinrichtung 72 und die Luftführung 74 dem Innenraum 78 zugeführt werden. Nach dem Durchströmen des Innenraums 78 führt der Luftstrom über die Luftführung 82 zur Stelleinrichtung 68, wo er entweder nach Außen abgeführt wird oder zurück zum Gebläse 86 geleitet wird. Auch hierbei lässt sich über die Schaltung der Stelleinrichtung 68 somit wahlweise in einem solchen Heizbetrieb ein Frischluft- oder Umluftkonzept realisieren, bei dem Luft von Außen über die Außenluftleitung 66 angesaugt wird oder die Luft aus der Luftführung 82 rezirkuliert wird.or through (not shown) heat exchanger, which mediate between the air stream 88 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, heat energy can be supplied to the air stream 88 by the waste heat of the hot parts of the fuel cell system 14. The heated air stream 88 leads via an air guide 90 to the electric heater 36, which is supplied directly by an energy generated by the fuel cell stack 26 or stored by the battery 34. Thus, in a heating operation, the already preheated air in the air duct 90 can be further heated and fed via the adjusting device 72 and the air guide 74 to the interior 78. After flowing through the interior 78 of the air flow via the air guide 82 to the adjusting device 68, where it is either discharged to the outside or is passed back to the fan 86. Here, too, can be realized on the circuit of the adjusting device 68 thus either in such a heating operation, a fresh air or recirculation concept, is sucked in from the outside via the outside air duct 66 or the air from the air duct 82 is recirculated.
Nachfolgend werden verschiedene Betriebszustände aufgezeigt, die mittels der vorstehend beschriebenen Klimaanlage realisierbar sind:Below, various operating conditions are shown, which can be realized by means of the air conditioning described above:
Kühlbetrieb mit Umluftzirkulation: In diesem Betriebszu- stand ist die Stelleinrichtung 68 so geschaltet, dass Luft aus dem Innenraum 78 über die Luftführung 82 zu dem Gebläse 64 geführt wird. Dieser Luftstrom 70 wird gekühlt und über die Stelleinrichtung 72 und die Luftführung 74 in den Innenraum 78 geführt, wodurch dieser gekühlt wird. Um im Kühlbetrieb ein zu starkes Aufheizen des Kofferraums, in dem die Klimaanlage 12 angeordnet ist, zu vermeiden, sind entsprechende (nicht dargestellte) Gebläse und Leitungen vorgesehen, welche die Abwärme des Kondensators 58 (und op- tional auch die Abwärme des Kompressors 56 und des Elektromotors 32) nach Außen abführen. Im Falle des Kondensators 58 könnte dieser alternativ auch Außen am Fahrzeug 10 angeordnet werden, um somit die Abwärme direkt abzutransportieren. Zur Kühlung von heißen Teilen des Brennstoffzellensys- tems 14 wird ein geringer Anteil des gekühlten Luftstroms 70 mittels der Stelleinrichtung 72 abgezweigt und über die Luftführung 90 direkt über die heißen Teile des Brennstoffzellensystems 14 hinweg geführt, wodurch diese gekühlt werden (alternativ könnte auch ein Wärmetauscher zwischen den heißen Teilen und dem gekühlten Luftstrom vermitteln) . Um die gekühlte Luft über die heißen Teile des Brennstoffzel- lensystems 14 zu führen, wird das Gebläse 86 derart betrieben, dass ein Luftstrom 96 entsteht. Zusätzlich kann diesem gekühlten Luftstrom, der aus der Luftführung 90 herbei- strömt, über einen (nicht dargestellten) Lufteinlass unge- kühlte Außenluft beigemischt werden, falls der Volumenstrom der gekühlten Luft zu gering ist. Der Luftstrom 96, der die Abwärme der heißen Teile des Brennstoffzellensystems 14 aufgenommen hat wird über die Luftführung 84 zur Stellein- richtung 68 geführt, die den Abwärmeluftstrom nach Außen abgibt .Cooling operation with circulating air circulation: In this operating state, the adjusting device 68 is switched so that air is guided from the interior 78 via the air guide 82 to the blower 64. This air flow 70 is cooled and guided via the adjusting device 72 and the air guide 74 into the interior 78, whereby it is cooled. In order to Cooling operation to avoid excessive heating of the trunk in which the air conditioner 12 is arranged, corresponding fans (not shown) and lines are provided which the waste heat of the condenser 58 (and optionally also the waste heat of the compressor 56 and the electric motor 32) to the outside. In the case of the capacitor 58, this could alternatively also be arranged on the outside of the vehicle 10, in order thus to remove the waste heat directly. For cooling hot parts of the fuel cell system 14, a small portion of the cooled air stream 70 is branched off by means of the adjusting device 72 and passed over the air guide 90 directly over the hot parts of the fuel cell system 14, whereby they are cooled (alternatively, a heat exchanger between the hot parts and the cooled air flow convey). In order to guide the cooled air over the hot parts of the fuel cell system 14, the fan 86 is operated so that an air flow 96 is formed. In addition, this cooled air stream, which flows from the air duct 90, can be mixed with fresh air via an air inlet (not shown) if the volume flow of the cooled air is too low. The air flow 96, which has absorbed the waste heat of the hot parts of the fuel cell system 14, is guided via the air guide 84 to the actuating device 68, which discharges the waste air flow to the outside.
Kühlbetrieb mit Außenluftzuführung: In diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 68 so geschaltet, dass Au- ßenluft über die Außenluftleitung 66 zu dem Gebläse 64 geführt wird. Der Luftstrom 70 wird gekühlt und über die Stelleinrichtung 72 und die Luftführung 74 in den Innenraum 78 geführt. Der über die Luftführung 82 aus dem Innenraum 78 führende Luftstrom wird von der Stelleinrichtung 68 nach — o ~Cooling operation with outside air supply: In this operating state, the adjusting device 68 is switched so that outside air is guided via the outside air line 66 to the blower 64. The air flow 70 is cooled and guided via the adjusting device 72 and the air guide 74 into the interior 78. The over the air guide 82 from the interior 78 leading air flow is from the actuator 68 after - o ~
Außen abgegeben. Hinsichtlich des Abführens der Abwärme des Kondensators 58 (und optinal des Kompressors 56 und des E- lektromotors 32) werden die im Rahmen des vorstehend beschriebenen Kühlbetriebs erläuterten Maßnahmen ergriffen. Die Abzweigung eines geringen Anteils von gekühlter Luft zur Kühlung der heißen Teile des BrennstoffZellensystems 14 erfolgt analog zum vorstehend beschriebenen Kühlbetrieb.Delivered outside. With regard to the removal of the waste heat of the condenser 58 (and optionally the compressor 56 and the electric motor 32), the measures explained in the context of the cooling operation described above are taken. The diversion of a small proportion of cooled air for cooling the hot parts of the fuel cell system 14 is analogous to the cooling operation described above.
Heizbetrieb mit Umluftzirkulation: In diesem Betriebszu- stand wird über die Luftführung 82, die Stelleinrichtung 68 und die Luftführung 84 ein Luftström 88 aus dem Innenraum 78 zum Gebläse 86 geführt. Der Kältekreis 16 ist nicht in Betrieb, d.h. der Elektromotor 32 wird nicht betrieben. Das Gebläse 86 führt den LuftStrom 88 an den heißen Teilen des BrennstoffZeilensystems 14 vorüber. Die auf diese Weise vorgewärmte Luft wird mittels der Luftführung 90 zu der e- lektrischen Heizeinrichtung 36 und weiter zur Stelleinrichtung 72 geführt. Die elektrische Heizeinrichtung 36 wird zur Erwärmung der Luft in der Luftführung 90 mit elektri- schem Strom betrieben. Anschließend strömt die erwärmteHeating mode with circulating air circulation: In this operating state, an air flow 88 is led out of the interior space 78 to the fan 86 via the air guide 82, the adjusting device 68 and the air guide 84. The refrigeration circuit 16 is not in operation, i. the electric motor 32 is not operated. The fan 86 passes the air stream 88 past the hot parts of the fuel cell system 14. The preheated in this way air is guided by the air guide 90 to the e- lectric heater 36 and on to the adjusting device 72. The electric heater 36 is operated to heat the air in the air duct 90 with electric power. Subsequently, the heated flows
Luft über die Stelleinrichtung 72 und die Luftführung 74 in den Innenraum 78.Air via the adjusting device 72 and the air guide 74 into the interior 78th
Heizbetrieb mit Außenluftzuführung: In diesem Betriebszu- stand wird Außenluft über die Außenluftleitung 66 von derHeating mode with outside air supply: In this operating state, outside air is supplied via the outside air line 66 from the
Stelleinrichtung 68 der Luftführung 84 zugeführt. Die durch den Betrieb des Brennstoffzellensystem 14 entstehende Abwärme erwärmt den Luftstrom 88. Dieser erwärmte Luftstrom wird, wie im vorstehend beschriebenen Betriebszustand, über die Luftführung 90, die elektrische Heizeinrichtung 36, dieAdjusting device 68 of the air guide 84 is supplied. The waste heat produced by the operation of the fuel cell system 14 heats the air flow 88. This heated air flow is, as in the operating state described above, via the air guide 90, the electric heater 36, the
Stelleinrichtung 72 und die Luftführung 74 in den Innenraum 78 geleitet. Anschließend wird dieser Luftstrom über die Luftführung 82 zur Stelleinrichtung 68 geführt, wo er nach Außen abgegeben wird. - -Adjustment device 72 and the air guide 74 passed into the interior 78. Subsequently, this air flow is guided via the air guide 82 to the adjusting device 68, where it is discharged to the outside. - -
Diese unterschiedlichen Betriebszustände werden über eine elektronische Steuereinheit angesteuert, die je nach Temperatur im Innenraum 78, Außentemperatur, eingestellten SoIl- temperaturen 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 und 86, der elektrischen Heizeinrichtung, dem Elektromotor 32, den Stelleinrichtungen 68 und 72 sowie den entsprechenden Temperatursensoren verbunden ist.These different operating states are controlled via an electronic control unit, which selects the suitable operating state depending on the temperature in the interior 78, outside temperature, adjusted setpoint temperatures and desired air conditioning operation. 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 and 86, the electric heater, the electric motor 32, the adjusting means 68 and 72 and the corresponding temperature sensors is connected.
Die vorstehend beschriebene Strömungsrichtung im Fahrzeuginnenraum 78, d.h. Einführen der Luft über die Hutablage 76 und Abführen der Luft unterhalb der Sitzbank 80 kann im Kühl- und/oder Heizbetrieb auch umgekehrt sein. Für eine derartige Abwandlung müsste entsprechend die Luftführung 74 unterhalb der Sitzbank 80 in den Fahrzeuginnenraum 78 münden und die Luftführung 82 über die Hutablage 76 in den Fahrzeuginnenraum 78 münden.The flow direction described above in the vehicle interior 78, i. Introducing the air over the parcel shelf 76 and discharging the air below the seat 80 may also be reversed during cooling and / or heating operation. For such a modification, the air guide would have to open 74 corresponding to the seat 80 in the vehicle interior 78 and open the air guide 82 on the parcel shelf 76 in the vehicle interior 78.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs 10 mit der erfindungsgemäßen Klimaanlage 12. In Figur 2 ist insbesondere die Einbaulage der Klimaanlage 12 veranschaulicht. Die erfindungsgemäße Klimaanlage 12 ist im Kofferraum montierbar, vorzugsweise als nachrüstbare Einheit. Zusätzlich zur beschriebenen Klimaanlage 12 hat das Kraftfahrzeug 10 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 _FIG. 2 shows a schematic illustration of the motor vehicle 10 with the air conditioning system 12 according to the invention. In particular, the installation position of the air conditioning system 12 is illustrated in FIG. The air conditioner 12 according to the invention can be mounted in the trunk, preferably as a retrofittable unit. In addition to the described air conditioning system 12, the motor vehicle 10 has a conventional air conditioner 92, in which a compressor of a conventional refrigeration circuit is mechanically drivable by a drive unit 94, preferably an internal combustion engine. While driving the motor vehicle _
10 und dem damit verbundenen Betrieb des Antriebsaggregats 94 kann der Innenraum 78 über die herkömmliche, fahrzeugeigene Klimaanlage 92 in allgemein bekannter Weise gekühlt bzw. mittels Abwärme des Antriebsaggregats 94 erwärmt wer- den. Bei Stillstand des Antriebsaggregats 94 kann der Innenraum 78 über die erfindungsgemäße Klimaanlage 12 klimatisiert werden.10 and the associated operation of the drive unit 94, the interior 78 can be cooled by the conventional on-board air conditioning 92 in a well-known manner or heated by waste heat of the drive unit 94 are the. When the drive unit 94 is at a standstill, the interior 78 can be conditioned via the air conditioning system 12 according to the invention.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm des Klimatisierungsbetriebs der erfindungsgemäßen Klimaanlagen 12. Die Routine aus Figur 3, welche von der elektronischen Steuereinheit ausgeführt wird, startet bei Schritt SlOO, wenn die Klimaanlage 12 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 12 einen automatischen Bereitschaftsbetrieb ausgewählt hat. Falls dies nicht der Fall ist, fährt der Prozess zu SchrittFigure 3 shows a flow chart of the air conditioning operation of the air conditioners 12 according to the invention. The routine of Figure 3, which is executed by the electronic control unit starts at step SlOO when the air conditioner 12 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 selector switch or a corresponding programming of the air conditioner 12. If not, the process moves to step
S103 fort, wo bestimmt wird, ob der Benutzer manuell eine Bereitschaftsklimatisierung ausgewählt hat. Ist dies nicht der Fall, dann fährt der Prozess zu Schritt S104 fort, wo bestimmt wird, ob der Benutzer manuell eine Wohlfühlklima- tisierung ausgewählt hat. Falls dies mit "JA" zu beantworten ist, fährt der Prozess zu Schritt S105 fort, bei dem eine Wohlfühlklimatisierung durchgeführt wird. Bei dieser Wohlfühlklimatisierung wird der Innenraum 78 des Kraftfahrzeugs 10 auf eine Wohlfühltemperatur (z.B. 180C) klimati- siert, indem eine Auswahl aus den verschiedenen Heiz- undS103, where it is determined whether the user has manually selected standby air conditioning. If this is not the case, then the process proceeds to step S104, where it is determined whether the user has manually selected a feel-good climate. If this is to be answered with "YES", the process proceeds to step S105, at which a comfort air-conditioning is performed. In this Wohlfühlklimatisierung the interior 78 of the motor vehicle 10 to a comfort temperature (eg 18 0 C) air-conditioned by a selection of the various heating and
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 - -Cooling modes is taken by 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. When in - -
Schritt S106 demnach bestimmt wird, dass das Antriebsaggre- gat 94 noch nicht läuft, wird in S107 bestimmt, ob die Klimaanlage 12 manuell abgestellt wurde. Bei einer manuellen Abschaltung endet der Prozess bei Schritt S112, ansonsten kehrt der Prozess zurück zu Schritt S105. Falls der Benutzer 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 S108 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 78 auf eine Bereitschafts- Solltemperatur (z.B. 25°C) geregelt, die sich von der Wohlfühltemperatur 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 hingegen die Außentemperatur niedrig, dann ist die Bereitschafts-Solltemperatur geringer als die Wohlfühltemperatur. Somit wird beispielsweise bei hoher Außentemperatur ein Aufheizen des Innenraumes 78 verhindert und im Bedarfsfall ein sehr schnelles Erreichen der Wohlfühltemperatur gewährleistet, weil der Innenraum 78 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.Step S106, after it is determined that the engine unit 94 is not running, it is determined in S107 whether the air conditioner 12 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 from there to step S108, 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 78 is controlled to a standby set temperature (eg, 25 ° C), which is different 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. If, however, the outside temperature is low, then the ready set temperature is lower than the comfort temperature. Thus, for example, at high outside temperature, a heating of the interior 78 is prevented and, if necessary, ensures a very fast reaching the comfort temperature, because the interior 78 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, the process returns SlOO back. 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 12 sieht in der Praxis so aus, dass eine automatische Bereitschaftsklimatisierung gewählt ist. Wird das Antriebsaggregat 94 betrieben, dann kann der Innenraum 78 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 10 eventuell verlassen) , startet die Klimaanlage 12 die Bereit- Schaftsklimatisierung, die den Innenraum bei hoher Außentemperatur 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 78 auf beispielsweise 180C kühlt. Die Wohlfühlklimatisierung wird dann solange durchgeführt bis das Antriebsaggregat 94 wieder gestartet wird.The preferred operation of the air conditioning system 12 in practice is to select automatic standby air conditioning. If the drive unit 94 is operated, then the interior space 78 can be conditioned via the vehicle-optimized, very effective and specially designed air conditioning system 92. As soon as the drive unit 94 is switched off (and the occupants possibly leave the motor vehicle 10), the air conditioning system 12 starts the standby air conditioning, which cools the interior space to, for example, 25 ° C. at a high outside temperature. 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 continued until the user selects a Wohlfühlklima- mation shortly before departure, which then cools the interior space 78, for example, 18 0 C. The Wohlfühlklimatisierung is then carried out until the drive unit 94 is restarted.
Obwohl vorstehend beschrieben wurde, dass die Klimaanlage 12 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 12 während des Betriebs des Antriebsaggregats 94 zu betreiben.Although it has been described above that the air conditioner 12 is only in the stand, i. is operated at standstill of the drive unit 94, this is only the preferred mode of operation and it is also possible to operate the air conditioner 12 during operation of the drive unit 94.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung - -The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims - -
können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. may be essential both individually and in any combination for the realization of the invention.
_ __ _
Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Kraftfahrzeug10 motor vehicle
12 Klimaanlage 14 Brennstoffzellensystem12 air conditioning 14 fuel cell system
16 Kältekreis16 cooling circuit
18 Reformer18 reformers
20 Brennstoffsträng20 fuel strands
22 Brennstoffstrang 24 Oxidationsmittelstrang22 fuel train 24 oxidant strand
26 Brennstoffzellenstapel26 fuel cell stack
28 Kathodenzuluftstrang28 Cathode extrudate
30 Elektrische Leitung30 Electric line
32 Elektromotor 34 Batterie32 electric motor 34 battery
36 Elektrische Heizeinrichtung 38 AnodenabgasStrang36 Electric heater 38 Anode exhaust gas stream
40 Mischeinheit 42 Nachbrenner 44 Brennstoffsträng40 mixing unit 42 afterburner 44 fuel strands
46 Oxidationsmittelstrang46 Oxidizing agent strand
48 Mischeinheit48 mixing unit
50 Kathodenabluftstrang50 cathode exhaust line
52 Wärmetauscher 54 Abgasauslass52 heat exchanger 54 exhaust outlet
56 Kompressor56 compressor
58 Kondensator58 capacitor
60 Expansionsorgan60 expansion organ
62 Verdampfer 64 Gebläse62 evaporator 64 blower
66 Außenluftleitung66 outside air line
68 Stelleinrichtung68 adjusting device
70 Luftstrom70 airflow
72 Stelleinrichtung 74 Luftführung72 adjusting device 74 air duct
16 Hutablage16 hat rack
78 Fahrzeuginnenraum78 vehicle interior
80 Sitzbank80 seat
82 Luftführung82 air duct
84 Luftführung84 air duct
86 Gebläse86 blowers
88 Luftstrom88 airflow
90 Luftführung90 air duct
92 Herkömmliche Klimaanlage92 Conventional air conditioning
94 Antriebsaggregat94 drive unit
96 Luftstrom 96 air flow

Claims

- —ANSPRÜCHE - -CLAIMS
1. Klimaanlage (12) zur Standklimatisierung eines Kraftfahrzeugs (10) , mit einem Brennstoffzellensystem (14) zum Betreiben eines Kältekreises (16) , dadurch gekennzeichnet/ dass ein bestimmter Anteil der von der Klimaanlage gekühlten Luft zum Brennstoffzellensystem (14) abzweigbar ist, um zumindest eine Komponente (18, 26, 42) des Brennstoffzel- lensystems (14) zu kühlen.1. Airconditioning system (12) for stationary air conditioning of a motor vehicle (10), with a fuel cell system (14) for operating a refrigeration circuit (16), characterized in that a certain proportion of the air cooled by the air conditioning system can be branched off to the fuel cell system (14) at least one component (18, 26, 42) of the fuel cell system (14) to cool.
2. Klimaanlage (12) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, dass die gekühlte Luft stromaufwärts des Fahrzeu- ginnenraums (78) abzweigbar ist.2. Air conditioning system (12) according to claim 1, characterized in that ,, the cooled air upstream of the vehicle interior (78) can be branched off.
3. Klimaanlage (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage eine Luftführung (90) aufweist, mittels der erwärmte Luft dem Fahrzeuginnenraum (78) zuführbar ist, und die selbe Luftführung (90) auch geeignet ist, die abgezweigte, gekühlte Luft dem Brennstoffzellensystem (14) zuzuführen.3. The air conditioner (12) according to any one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning system has an air guide (90), by means of the heated air to the vehicle interior (78) can be fed, and the same air duct (90) is also suitable, the branched off to supply cooled air to the fuel cell system (14).
4. Kraftfahrzeug (10) mit einer Klimaanlage (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3. 4. Motor vehicle (10) with an air conditioner (12) according to one of claims 1 to 3.
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