WO2008037248A1 - Air-conditioning system for a motor vehicle - Google Patents

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WO2008037248A1
WO2008037248A1 PCT/DE2007/001495 DE2007001495W WO2008037248A1 WO 2008037248 A1 WO2008037248 A1 WO 2008037248A1 DE 2007001495 W DE2007001495 W DE 2007001495W WO 2008037248 A1 WO2008037248 A1 WO 2008037248A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
adjusting device
air conditioning
outside
conditioning system
Prior art date
Application number
PCT/DE2007/001495
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Pfalzgraf
Markus Bedenbecker
Matthias Boltze
Andreas Engl
Original Assignee
Enerday Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enerday Gmbh filed Critical Enerday Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00835—Damper doors, e.g. position control
    • B60H1/00849—Damper doors, e.g. position control for selectively commanding the induction of outside or inside air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00421—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning
    • B60H1/00428—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning electric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88—Optimized 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 for operating a refrigeration circuit.
  • the invention relates to a motor vehicle with such an air conditioner.
  • the air conditioning system builds on the generic state of the art in that at least one adjusting device is provided to supply depending on their switching position to be conditioned supply air from outside of a vehicle interior to be conditioned and / or from the vehicle interior of the air conditioning, wherein the switching position of the adjusting device at least controllable by a sensor signal is dependent. Due to this configuration tion is realized an automatic switching between fresh air supply and circulating air circulation in an air conditioner of the generic type. This automatic switching can for example be used to accomplish a faster cooling of the vehicle interior.
  • the air conditioning system according to the invention can be further developed in that the sensor signal originates from an outside temperature sensor, so that the switching position of the adjusting device can be controlled as a function of the vehicle exterior temperature. This makes it possible to use the temperature of the supply air from outside a vehicle interior to be air-conditioned for control purposes of the target temperature attainment in the vehicle interior.
  • the switching position of the adjusting device is furthermore controllable as a function of a second sensor signal which originates from an internal temperature sensor which is arranged in the vehicle interior.
  • the shift position can be changed so that a faster achievement of the target temperature is made possible.
  • the switching position of the adjusting device is controllable so that the air can be supplied to the air conditioning, the actual temperature has a smaller difference to the target temperature of the vehicle interior.
  • the air conditioning system can be designed so that the switching position of the adjusting device is controllable so that the air can be supplied to the air conditioning, the air quality is better.
  • a sensor provided for this purpose detects toxic or harmful substances in the air to be supplied and / or measures the quantity of dirt particles in the supplied air, thus allowing conclusions to be drawn about the air quality. This additionally provides a safety aspect for the vehicle occupants.
  • Figure 1 is a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of the motor vehicle with the air conditioner according to the invention according to the first embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a second embodiment
  • Figure 4 is a schematic representation of a motor vehicle in which the air conditioner according to the invention is mounted according to the second embodiment
  • FIG. 5 is a flow chart of the air conditioning operation according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an inventive air conditioning according to a first embodiment.
  • the installed in a motor vehicle 10 air conditioning 12 (installation position, see FIG. 2), which is outlined in Figure 1 with a dashed line, comprises as main elements a fuel cell system 14 and a refrigerant circuit sixteenth
  • 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 150069 by means of a fuel strand 22 also from the fuel tank fuel can be supplied. As fuel types are diesel, gasoline, natural gas and other known from the prior art types of fuel in question. 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, which in the fuel cell stack 26 with
  • the electrical energy generated is via an electrical line 30 an electric motor 32, a ner battery 34 and an electric heater 36 of the air conditioner 12 can be fed. This can be done directly or by feeding the energy through a central node in the electrical system of the motor vehicle 10.
  • the anode exhaust gas via an anode exhaust gas 38 a mixing unit 40 of an afterburner 42 can be supplied.
  • 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.
  • 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 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 element 60 and an evaporator 62 are arranged.
  • the compressor 56 can be driven by the electric motor 32, which in turn is preferably supplied with energy by the fuel cell stack 26 of the fuel cell system 14, but can also be supplied with energy by the battery 34 for a short time.
  • fer 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 all embodiments, 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 adjusting device 68 can be realized in practice, for example, by one or more valves.
  • 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 adjusting device 72 and an air guide 74 via a hat rack 76 a vehicle interior 78.
  • 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.
  • 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.
  • a corresponding line is provided, which is not shown for reasons of clarity.
  • On the circuit of the adjusting device 68 can thus be realized either a fresh air or a recirculation concept, in the air from the outside over the
  • Outside air duct 66 is sucked or the air is recirculated from the air duct 82. Mixed forms of these modes are possible.
  • the adjusting device 68 which is introduced via the outside air line 66, tete air an air guide 84 and are supplied via this a blower 86.
  • this air flows as air stream 88 on hot parts of the fuel cell system 14 directly past or through (not shown) heat exchanger, which mediate between the air flow 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 flow 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 electrical heating device 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. 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 back to
  • Blower 86 is passed.
  • an outside temperature sensor 96 is provided at the outwardly projecting end of the outside air duct 66. This is preferably located on the outside of the outside air duct 66 in order to detect the temperature of the corresponding air before it is actually sucked into the outside air duct 66. Alternatively or in addition to the outside temperature sensor 96, a sensor may be provided which detects the quality of the outside air. In this case, for example, toxic or harmful substances in the air supplied and / or the quantity of dirt particles in the air to be supplied in order to allow conclusions to be drawn on the air quality. In addition, an internal temperature sensor 98 is provided in order to detect the actual temperature in the vehicle 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 blowers and lines (not shown) are provided, which supply the waste heat of the fuel cell system 14 and the
  • Cooling operation with outside air supply In this operating state, the adjusting device 68 is switched so that outside air is conducted via the outside air line 66 to the blower 64. The air flow 70 is cooled and via the adjusting device 72 and the air guide 74 into the interior
  • 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 blower 86 passes the air flow 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 airflow 88.
  • This heated airflow is directed into the interior space 78 via the air guide 90, the electric heater 36, the actuator 72, and the air guide 74, as in the operating condition described above. 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, depending on the temperature in the interior 78, the outside temperature, the set target temperatures and the desired air-conditioning operation, is able to suitable operating state selects.
  • 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 96 and 98 is connected.
  • the electronic control unit automatically controls the switching between the fresh air and circulating air concept or the circuit into a mixed operation.
  • the electronic control unit determines the outside temperature by means of the outside temperature sensor 96 and the actual temperature in the vehicle interior by means of the inside temperature sensor 98. Subsequently, the respective differences of the outside temperature and the vehicle interior actual temperature with respect to the vehicle interior target temperature are formed. Is the difference between outside temperature and vehicle interior
  • the electronic control unit controls the adjusting device 68 such that the air conditioner is operated in the fresh air concept. If the difference between the circulating air temperature and the vehicle interior setpoint temperature is lower, then the air conditioning system is operated in the recirculation concept.
  • the occupants are adequately supplied with fresh air, so that the recirculation concept is controlled in parallel time-dependent, so that after a certain period of operation in the recirculation concept for reasons of fresh air supply is temporarily switched to the fresh air concept.
  • the automatic switching between fresh and recirculated air concept can also be dependent on the air quality. be controlled.
  • a recirculation concept is automatically switched if outside air quality drops below a certain threshold. This outside air quality can be detected via a corresponding sensor as mentioned above.
  • 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 representation of the motor vehicle 10 with the inventive air conditioner 12 according to the first embodiment.
  • the inventive air conditioning system 12 can be mounted in the trunk, preferably as a retrofittable unit.
  • the motor vehicle 10 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.
  • a drive unit 94 preferably an internal combustion engine.
  • the interior 78 can be cooled by the conventional on-board air conditioning 92 in a well-known manner or heated by means of waste heat of the drive unit 94.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a second embodiment example. To avoid repetition, a description is omitted for components which correspond to those of the first embodiment, and the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 are used for these components.
  • the air conditioner 112 of the second embodiment has the outer shape of an air-conditioning tower 192 whose internal structure is outlined by the broken 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 cooling circuit 116 differs from the cooling circuit 16 of the first exemplary embodiment in that a refrigerator evaporator 202, which is arranged in the refrigerator 200, is connected in parallel to the evaporator 62. 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. Furthermore, in the second exemplary embodiment, the condenser 58 is associated with a fan 206, with which an air flow 208 can be generated by an adjusting device 168 to an air guide 184 or opposite thereto.
  • the essential difference of the adjusting device 68 of the first exemplary embodiment of the adjusting device 168 of the second exemplary embodiment is that the air flow leading to the left in the figures is guided to different components.
  • 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 via a fan 212 with waste heat from the hot parts of the fuel cell system 14 are acted upon.
  • This warm air flow is conducted into an air duct 190, which is provided with the electric heater 36 for further heating of the air stream and the air flow on to the adjusting device 72 and from there to the air inlet 196 leads.
  • an inside temperature sensor 214 At the air-conditioning tower 192, there is provided an inside temperature sensor 214 which is equivalent in function to the inside temperature sensor 98.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a motor vehicle 110 in which the air conditioner 112 according to the invention is mounted according to the second embodiment.
  • the motor vehicle 110 is preferably a stretch limousine, in which the air conditioner 112 is arranged like a tower.
  • Refrigerator evaporator 202 are integrated by means of the adjusting devices 204 in the refrigerant circuit 116 so that, for example, drinks can be cooled in the refrigerator:
  • 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 guided via the adjusting device 72, the air guide 74 and the air outlet 196 in 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 passes the waste heat continues 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 is transmitted to the air.
  • This 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 stream 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 fan 206 via the air inlet 198, the air guide 82 and the adjusting device 168. If the refrigerator 200 is to be cooled, the refrigeration circuit 116 is in operation such that the setting devices 204 only integrate the refrigerator evaporator 202 into the refrigeration 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 airflow flows over an air duct 184 Adjustment device 210, where the air flow can additionally be acted upon by the blower 212 with waste heat of the hot parts of the Brermstoffzellensystems 14.
  • 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 in the interior 178th
  • 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 above-described operating state, via the air guide 184, the actuator 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 into the interior 178 passed. Subsequently, the air is guided via the air guide 82 to the adjusting device 168, where it is discharged to the outside.
  • the electronic control unit is in the second embodiment, in contrast to the electronic control unit of the first embodiment with the additional components to be switched, such as the actuators 204, the blowers 206 and 212 and the internal temperature sensor 214 is connected.
  • the air flow into or out of the vehicle interior 178 can also be reversed, ie the air can also be blown out laterally on the air conditioning tower 192 and sucked in at the top.
  • FIG. 5 shows a flow chart of the air-conditioning operation of the air conditioners 12 and 112 according to the invention according to the first and second embodiments.
  • the routine of FIG. 5 executed by the electronic control unit starts at step S100 when the air conditioner 12 or 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 is over a
  • step S103 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 comfort climate control. 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 Wohlfühlrytmaschinet Deutschen the interior 78 or 178 of the motor vehicle 10 and 110 is air conditioned to a comfort temperature (eg 18 0 C) by a selection of the different heating and cooling modes is taken from the electronic control unit.
  • Step S ⁇ b> 06 it is determined that this comfort 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, At S107, it is determined whether the air conditioner 12 or 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 from there to step S108, where it is determined whether a comfortable air conditioning has been manually selected by the user. Is this the
  • step S105 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 78 or 178 is regulated to a standby 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. If, however, the outside temperature is low, then the ready set temperature is lower than the comfort temperature.
  • a standby setpoint temperature eg 25 ° C.
  • 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 continues 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 and 112, respectively, in practice, is to select automatic standby air conditioning. If the drive unit 94 is operated, then the interior 78 or 178 can be conditioned via the vehicle optimized, very effective and specially designed air conditioning 92. Once the drive unit 94 is turned off (and the occupants may leave the motor vehicle 10 or 110), the air conditioning starts 12 and 112, the ready air conditioning, which cools the interior at high outdoor temperature to, for example, 25 0 C. This emergency air conditioning operation can be carried out with 12 liters of fuel for 12 days in continuous operation. The Microchaftsriustmaschinetmaschinetmaschinetmaschinetmaschine shortly before driving, which then cools the interior 78 to, for example, 18 0 C. The Wohlfühlrytmaschine is then carried out until the drive unit 94 is restarted.
  • the air conditioner 12 and 112 are only in the state, 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 and 112 during operation of the drive unit 94.

Abstract

The invention relates to an air-conditioning system (12; 112) for standstill air-conditioning of a motor vehicle (10; 110), having a fuel cell (26) for operating a refrigeration circuit (16; 116). It is advantageously provided that at least one actuating device (68; 168) is provided in order, as a function of its switching position, to supply inlet air, which is to be air-conditioned, to the air-conditioning system from outside a vehicle interior space (78; 178) which is to be air-conditioned and/or from the vehicle interior space (78; 178), wherein the switching position of the actuating device (68; 168) can be controlled at least as a function of a sensor signal. 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 einer Brennstoffzelle zum Betreiben eines Kältekreises .The invention relates to an air conditioner for stationary air conditioning of a motor vehicle, with a fuel cell for operating a refrigeration circuit.
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 .From DE 102 23 949 Al an air conditioning system with a fuel cell for stationary air conditioning of a vehicle is known.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die gattungs- gemäße Klimaanlage derart weiterzubilden, dass diese funktionell erweitert wird.It is the object of the present invention to develop the generic air conditioning system in such a way that it is functionally expanded.
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 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 zumindest eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, um abhängig von deren Schaltstellung eine zu klimatisierende Zuluft von außerhalb eines zu klimatisierenden Fahrzeuginnenraums und/oder aus dem Fahrzeuginnenraum der Klimatisierung zuzuführen, wobei die Schaltstellung der Stelleinrichtung zumindest von einem Sensorsignal abhängig steuerbar ist. Durch diese Ausgestal- tung ist eine automatische Umschaltung zwischen Frischluftzufuhr und UmluftZirkulation in einer Klimaanlage der gattungsgemäßen Art realisiert. Diese automatische Umschaltung kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, eine schnellere Kühlung des Fahrzeuginnenraums zu bewerkstelligen.The air conditioning system according to the invention builds on the generic state of the art in that at least one adjusting device is provided to supply depending on their switching position to be conditioned supply air from outside of a vehicle interior to be conditioned and / or from the vehicle interior of the air conditioning, wherein the switching position of the adjusting device at least controllable by a sensor signal is dependent. Due to this configuration tion is realized an automatic switching between fresh air supply and circulating air circulation in an air conditioner of the generic type. This automatic switching can for example be used to accomplish a faster cooling of the vehicle interior.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Klimaanlage dadurch weitergebildet sein, dass das Sensorsignal von einem Außentemperatursensor stammt, so dass die SchaltStellung der Stelleinrichtung von der Fahrzeugaußentemperatur abhängig steuerbar ist. Dies ermöglicht, die Temperatur der Zuluft von außerhalb eines zu klimatisierenden Fahrzeuginnenraums für Steuerzwecke der Solltemperaturerreichung im Fahrzeuginnenraum einzusetzen.Furthermore, the air conditioning system according to the invention can be further developed in that the sensor signal originates from an outside temperature sensor, so that the switching position of the adjusting device can be controlled as a function of the vehicle exterior temperature. This makes it possible to use the temperature of the supply air from outside a vehicle interior to be air-conditioned for control purposes of the target temperature attainment in the vehicle interior.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung des Weiteren von einem zweiten Sensorsignal abhängig steuerbar ist, welches von einem In- nentemperatursensor stammt, der im Fahrzeuginnenraum ange- ordnet ist. Somit kann die Schaltstellung dahingehend verändert werden, dass eine schnellere Erreichung der Solltemperatur ermöglicht wird.In addition, it may be provided that the switching position of the adjusting device is furthermore controllable as a function of a second sensor signal which originates from an internal temperature sensor which is arranged in the vehicle interior. Thus, the shift position can be changed so that a faster achievement of the target temperature is made possible.
Vorteilhafterweise ist ferner vorgesehen, dass die Schalt- Stellung der Stelleinrichtung so steuerbar ist, dass diejenige Luft zur Klimatisierung zuführbar ist, deren Isttemperatur eine geringere Differenz zur Solltemperatur des Fahrzeuginnenraums hat. Dies ermöglicht ein schnelles Erreichen der Fahrzeuginnenraum-Solltemperatur und ein effizientes Beibehalten dieser Temperatur, da die Klimaanlage eine geringere Temperaturdifferenz zur Erreichung der Solltemperatur ausgleichen muss. Ferner kann die Klimaanlage so ausgebildet sein, dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung so steuerbar ist, dass diejenige Luft zur Klimatisierung zuführbar ist, deren Luftqualität besser ist. Ein für diese Zwecke vorgesehener Sensor detektiert beispielsweise giftige oder gesundheitsschädliche Stoffe in der zuzuführenden Luft und/oder misst die Quantität der Schmutzteilchen in der zugeführten Luft, um somit Rückschlüsse auf die Luftqualität zuzulassen. Dies bietet zusätzlich einen Sicherheitsaspekt für die Fahrzeug- insassen.Advantageously, it is further provided that the switching position of the adjusting device is controllable so that the air can be supplied to the air conditioning, the actual temperature has a smaller difference to the target temperature of the vehicle interior. This allows a fast reaching the vehicle interior target temperature and an efficient maintenance of this temperature, since the air conditioner must compensate for a lower temperature difference to reach the target temperature. Furthermore, the air conditioning system can be designed so that the switching position of the adjusting device is controllable so that the air can be supplied to the air conditioning, the air quality is better. For example, a sensor provided for this purpose detects toxic or harmful substances in the air to be supplied and / or measures the quantity of dirt particles in the supplied air, thus allowing conclusions to be drawn about the air quality. This additionally provides a safety aspect for the vehicle occupants.
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 gemäß einem ersten Ausführungs- beispiel;Figure 1 is a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a first embodiment;
Figur 2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;Figure 2 is a schematic representation of the motor vehicle with the air conditioner according to the invention according to the first embodiment;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ; Figur 4 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs in dem die erfindungsgemäße Klimaanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel montiert ist; undFigure 3 is a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a second embodiment; Figure 4 is a schematic representation of a motor vehicle in which the air conditioner according to the invention is mounted according to the second embodiment; and
Figur 5 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Klimatisierungsbetriebs .FIG. 5 is a flow chart of the air conditioning operation according to the invention.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfin- dungsgemäßen Klimaanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die in einem Kraftfahrzeug 10 installierte Klimaanlage 12 (Einbaulage siehe Fig. 2) , die in Figur 1 mit einer gestrichelten Linie umrissen ist, umfasst als Hauptelemente ein BrennstoffZeilensystem 14 und einen Kältekreis 16.1 shows a schematic representation of an inventive air conditioning according to a first embodiment. The installed in a motor vehicle 10 air conditioning 12 (installation position, see FIG. 2), which is outlined in Figure 1 with a dashed line, comprises as main elements a fuel cell system 14 and a refrigerant circuit sixteenth
Das BrennstoffZeilensystem 14 umfasst einen Reformer 18, dem über einen Brennstoffsträng 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 Brennstofftank Brennstoff zuführbar. Als BrennstoffSorten kommen 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 wasser- stoffhaltiges Gas, das in dem Brennstoffzellenstapel 26 mitThe 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. As fuel types are diesel, gasoline, natural gas and other known from the prior art types of fuel in question. 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, which in the fuel cell stack 26 with
Hilfe von über einen Kathodenzuluftsträng 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, ei- ner Batterie 34 und einer elektrischen Heizeinrichtung 36 der Klimaanlage 12 zuführbar. Dies kann auf direktem Weg erfolgen oder durch Einspeisung der Energie über einen zentralen Knoten in das elektrische Bordnetz des Kraftfahr- zeugs 10. Im dargestellten Fall ist das Anodenabgas über einen Anodenabgassträng 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 Vorzugs- weise 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 Verbren- nungsabgas, welches in einer Mischeinheit 48 mit Kathodenabluft vermischt wird, die über einen Kathodenabluftsträng 50 von dem Brennstoffzellenstapel 26 zu der Mischeinheit 48 gefördert wird. Das Verbrennungsabgas, welches nahezu keine Schadstoffe enthält, durchströmt einen Wärmetauscher 52 zum Vorwärmen der Kathodenzuluft und verlässt schließlich das Brennstoffzellensystem 14 über einen Abgasauslass 54.Help is converted by a Kathodenzuluftsträng 28 funded Kathedenzuluft generating electrical energy and heat. The electrical energy generated is via an electrical line 30 an electric motor 32, a ner battery 34 and an electric heater 36 of the air conditioner 12 can be fed. This can be done directly or by feeding the energy through a central node in the electrical system of the motor vehicle 10. In the illustrated case, the anode exhaust gas via an anode exhaust gas 38 a mixing unit 40 of an afterburner 42 can be supplied. 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. Similarly, 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 conveyed 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 Kathodenabluftsträng 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 ange- ordnet. 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 der Batterie 34 mit Energie versorgt werden kann. Dem Verdamp- - S -In the refrigerant circuit 16, a compressor 56, a condenser 58, an expansion element 60 and an evaporator 62 are arranged. The compressor 56 can be driven by the electric motor 32, which in turn is preferably supplied with energy by the fuel cell stack 26 of the fuel cell system 14, but can also be supplied with energy by the battery 34 for a short time. The evaporation - S -
fer 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 sämtlichen Ausführungsbeispielen 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 Stelleinrichtung 68 kann in der Praxis beispielsweise durch ein oder mehrere Ventile realisiert werden. 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 oder durch Rückschlagventile, welche jeweils nur eine Strömung von den beiden Zuleitungen hin zur Luftführung 74 zulassen, realisiert werden. Die gekühlte Luft strömt durch den Fahrzeuginnenraum 78 und verlässt diesen unterhalb einer Sitzbank 80, vorzugsweise 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.fer 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 all embodiments, 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 adjusting device 68 can be realized in practice, for example, by one or more valves. 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 adjusting device 72 and an air guide 74 via a hat rack 76 a vehicle interior 78. 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. 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.
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 dieFor the guidance of the air to the outside, a corresponding line is provided, which is not shown for reasons of clarity. On the circuit of the adjusting device 68 can thus be realized either a fresh air or a recirculation concept, in the air from the outside over the
Außenluftleitung 66 angesaugt wird oder die Luft aus der Luftführung 82 rezirkuliert wird. Auch Mischformen dieser Betriebsarten sind möglich. Ferner kann mittels der Stelleinrichtung 68, die über die Außenluftleitung 66 eingelei- tete Luft einer Luftführung 84 und über diese einem Gebläse 86 zugeführt werden. In diesem Falle strömt diese Luft als Luftstrom 88 an heißen Teilen des Brennstoffzellensystems 14 direkt vorüber oder durch (nicht dargestellte) Wärmetau- scher, die zwischen dem Luftström 88 und den heißen Teilen vermitteln. Die heißen Teile des Brennstoffzellensystems 14 sind vorzugsweise der Reformer 18, der Brennstoffzellensta- pel 26 und der Nachbrenner 42. Auf diese Weise kann durch die Abwärme der heißen Teile des Brennstoffzellensystems 14 dem Luftström 88 Wärmeenergie zugeführt werden. Der erwärmte Luftstrom 88 führt über eine Luftführung 90 zu der e- lektrischen Heizeinrichtung 36, die direkt von einer vom Brennstoffzellenstapel 26 erzeugten oder von der Batterie 34 gespeicherten Energie versorgt wird. Somit kann in einem Heizbetrieb die ohnehin schon vorgewärmte Luft in der Luft- führung' 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 zumOutside air duct 66 is sucked or the air is recirculated from the air duct 82. Mixed forms of these modes are possible. Furthermore, by means of the adjusting device 68, which is introduced via the outside air line 66, tete air an air guide 84 and are supplied via this a blower 86. In this case, this air flows as air stream 88 on hot parts of the fuel cell system 14 directly past or through (not shown) heat exchanger, which mediate between the air flow 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 flow 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 electrical heating device 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 back to
Gebläse 86 geleitet wird. Auch hierbei lässt sich über die Schaltung der Stelleinrichtung 68 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.Blower 86 is passed. In this case as well, it is possible, via the circuit of the adjusting device 68, to realize a recirculation concept optionally in such a heating operation, 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.
Ferner ist an dem nach außen ragenden Ende der Außenluftleitung 66 ein Außentemperatursensor 96 vorgesehen. Dieser ist vorzugsweise außen an der Außenluftleitung 66 angeordnet, um die Temperatur der entsprechenden Luft erfassen zu können bevor diese tatsächlich in die Außenluftleitung 66 eingesaugt wird. Alternativ oder zusätzlich zum Außentemperatursensor 96 kann ein Sensor vorgesehen sein, der die Qualität der Außenluft detektiert. In diesem Falle werden beispielsweise giftige oder gesundheitsschädliche Stoffe in der zuzuführenden Luft und/oder die Quantität der Schmutz- teilchen in der zuzuführenden Luft gemessen, um somit Rückschlüsse auf die Luftqualität zuzulassen. Darüber hinaus ist ein Innentemperatursensor 98 vorgesehen, um die Isttem- peratur im Fahrzeuginnenraum 78 zu erfassen.Further, at the outwardly projecting end of the outside air duct 66, an outside temperature sensor 96 is provided. This is preferably located on the outside of the outside air duct 66 in order to detect the temperature of the corresponding air before it is actually sucked into the outside air duct 66. Alternatively or in addition to the outside temperature sensor 96, a sensor may be provided which detects the quality of the outside air. In this case, for example, toxic or harmful substances in the air supplied and / or the quantity of dirt particles in the air to be supplied in order to allow conclusions to be drawn on the air quality. In addition, an internal temperature sensor 98 is provided in order to detect the actual temperature in the vehicle interior 78.
Nachfolgend werden verschiedene Betriebszustände aufgezeigt, die mittels der vorstehend beschriebenen Klimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel realisierbar sind:Hereinafter, various operating conditions are shown, which can be realized by means of the air conditioning system according to the first embodiment described above:
Kühlbetrieb mit Umluftzirkulation: In diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 68 so geschaltet, dass Luft aus dem Innenraum 78 über die Luftführung 82 zu dem Gebläse 64 geführt wird. Dieser Luftström 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 Aufheizen des Kofferraums, in dem die Klimaanlage 12 angeordnet ist, zu vermeiden, sind entsprechende (nicht dargestellte) Gebläse und Leitungen vorgesehen, welche die Abwärme des Brennstoffzellensystems 14 und dieCooling 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 avoid heating of the trunk in which the air conditioner 12 is arranged in cooling operation, corresponding blowers and lines (not shown) are provided, which supply the waste heat of the fuel cell system 14 and the
Abwärme des Kondensators 58 nach Außen abführen. Im Falle des Kondensators 58 könnte dieser alternativ auch Außen am Fahrzeug 10 angeordnet werden, um somit die Abwärme direkt abzutransportieren .Dissipate heat from the condenser 58 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.
Kühlbetrieb mit AußenluftZuführung: In diesem Betriebszustand ist die Stelleinrichtung 68 so geschaltet, dass Außenluft über die Außenluftleitung 66 zu dem Gebläse 64 geführt wird. Der Luftström 70 wird gekühlt und über die Stelleinrichtung 72 und die Luftführung 74 in den InnenraumCooling operation with outside air supply: In this operating state, the adjusting device 68 is switched so that outside air is conducted via the outside air line 66 to the blower 64. The air flow 70 is cooled and via the adjusting device 72 and the air guide 74 into the interior
78 geführt. Der über die Luftführung 82 aus dem Innenraum 78 führende Luftstrom wird von der Stelleinrichtung 68 nach Außen abgegeben. Hinsichtlich des Abführens der Abwärme des Brennstoffzellensystems 14 und des Kondensators 58 werden - S -78 led. The over the air guide 82 from the interior 78 leading air flow is discharged from the actuator 68 to the outside. With regard to the dissipation of the waste heat of the fuel cell system 14 and the capacitor 58 are - S -
die im Rahmen des vorstehend beschriebenen Kühlbetriebs erläuterten Maßnahmen ergriffen.taken the measures explained in the context of 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 Luftström 88 an den heißen Teilen des Brennstoffzellensystems 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 blower 86 passes the air flow 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, die 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.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 airflow 88. This heated airflow is directed into the interior space 78 via the air guide 90, the electric heater 36, the actuator 72, and the air guide 74, as in the operating condition described above. 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 Solltemperaturen und gewünschtem Klimatisierungsbetrieb den ge- eigneten 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 96 und 98 verbunden ist.These different operating states are controlled by an electronic control unit, which, depending on the temperature in the interior 78, the outside temperature, the set target temperatures and the desired air-conditioning operation, is able to suitable operating state selects. 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 96 and 98 is connected.
Die elektronische Steuereinheit steuert unter anderem automatisch die Umschaltung zwischen Frischluft- und Umluftkonzept oder die Schaltung in einen Mischbetrieb. Dazu ermittelt die elektronische Steuereinheit mittels des Außentem- peratursensors 96 die Außentemperatur und mittels des In- nentemperatursensors 98 die Isttemperatur im Fahrzeuginnenraum. Anschließend werden die jeweiligen Differenzen der Außentemperatur und der Fahrzeuginnenraum-Isttemperatur gegenüber der Fahrzeuginnenraum-Solltemperatur gebildet. Ist die Differenz von Außentemperatur zu Fahrzeuginnenraum-Among other things, the electronic control unit automatically controls the switching between the fresh air and circulating air concept or the circuit into a mixed operation. For this purpose, the electronic control unit determines the outside temperature by means of the outside temperature sensor 96 and the actual temperature in the vehicle interior by means of the inside temperature sensor 98. Subsequently, the respective differences of the outside temperature and the vehicle interior actual temperature with respect to the vehicle interior target temperature are formed. Is the difference between outside temperature and vehicle interior
Solltemperatur kleiner, dann steuert die elektronische Steuereinheit die Stelleinrichtung 68 derart, dass die Klimaanlage im Frischluftkonzept betrieben wird. Ist die Differenz der Umlufttemperatur zur Fahrzeuginneraum- Solltemperatur geringer, dann wird die Klimaanlage im Umluftkonzept betrieben. Natürlich ist dabei zu berücksichtigen, dass die Insassen ausreichend mit Frischluft versorgt werden, so dass das Umluftkonzept parallel zeitabhängig gesteuert wird, so dass nach einer bestimmten Betriebsdauer im Umluftkonzept aus Gründen der Frischluftversorgung zeitweilig auf das Frischluftkonzept umgeschaltet wird.Setpoint temperature is smaller, then the electronic control unit controls the adjusting device 68 such that the air conditioner is operated in the fresh air concept. If the difference between the circulating air temperature and the vehicle interior setpoint temperature is lower, then the air conditioning system is operated in the recirculation concept. Of course, it should be noted that the occupants are adequately supplied with fresh air, so that the recirculation concept is controlled in parallel time-dependent, so that after a certain period of operation in the recirculation concept for reasons of fresh air supply is temporarily switched to the fresh air concept.
Alternativ kann die automatische Umschaltung von Frisch- und Umluftkonzept auch abhängig von der Luftqualität ge- steuert werden. In diesem Falle wird automatisch auf ein Umluftkonzept geschaltet, falls die Außenluftqualität unter einen bestimmten Schwellenwert abfällt. Diese Außeluftqualität kann wie oben erwähnt über einen entsprechenden Sen- sor detektiert werden.Alternatively, the automatic switching between fresh and recirculated air concept can also be dependent on the air quality. be controlled. In this case, a recirculation concept is automatically switched if outside air quality drops below a certain threshold. This outside air quality can be detected via a corresponding sensor as mentioned above.
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 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In Figur 2 ist insbesondere die Einbaulage der Klimaanlage 12 veranschaulicht. Die erfin- dungsgemäße 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 Antriebsag- gregat 94, vorzugsweise einem Verbrennungsmotor, antreibbar ist. Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 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 Ab- wärme des Antriebsaggregats 94 erwärmt werden. Bei Stillstand des Antriebsaggregats 94 kann der Innenraum 78 über die erfindungsgemäße Klimaanlage 12 klimatisiert werden. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klimaanlage gemäß einem zweiten Ausführungs- beispiel. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird für Komponenten, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entspre- chen, auf eine Beschreibung verzichtet, und es werden für diese Komponenten gleiche Bezugszeichen wie in Figur 1 und 2 verwendet. Die Klimaanlage 112 des zweiten Ausführungs- beispiels hat die äußere Gestalt eines Klimatisierungsturms 192, dessen Innenaufbau durch die gestrichelte Linie 194 umrissen ist. Der Klimatisierungsturm 192 hat einen Luf- tauslass 196 und einen Lufteinlass 198. Ferner ist in dem Klimatisierungsturm 192 ein Kühlschrank 200 angeordnet. Der Kältekreis 116 unterscheidet sich vom Kältekreis 16 des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass parallel zum Ver- dampfer 62 ein Kühlschrankverdampfer 202 geschaltet ist, der im Kühlschrank 200 angeordnet ist. An den Abzweigungen zum Kühlschrankverdampfer 202 sind Stelleinrichtungen 204 platziert, mit denen wahlweise der Verdampfer 62, der Kühlschrankverdampfer 202 oder beide in den Kältekreis 116 ein- gebunden werden können. Ferner ist im zweiten Ausführungs- beispiel dem Kondensator 58 ein Gebläse 206 zugeordnet, mit dem ein Luftstrom 208 von einer Stelleinrichtung 168 zu einer Luftführung 184 oder entgegengesetzt dazu erzeugt werden kann. Der wesentliche Unterschied der Stelleinrichtung 68 des ersten Ausführungsbeispiels zur Stelleinrichtung 168 des zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der in den Figuren nach links führende Luftstrom zu unterschiedlichen Komponenten geführt wird. Der Luftstrom 208 wird an dem Kondensator 58 vorüber geführt, wo ihm Wärmeenergie zu- geführt 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 Luftström wahlweise zusätzlich über ein Gebläse 212 mit Abwärme von den heißen Teilen des BrennstoffZeilensystems 14 beaufschlagt werden. Dieser warme Luftstrom wird in eine Luftführung 190 geleitet, die mit der elektrischen Heizeinrichtung 36 zum weiteren Erwärmen des LuftStroms versehen ist und den Luft- ström weiter zur Stelleinrichtung 72 und von dort zu dem Lufteinlass 196 führt. Am Klimatisierungsturm 192 ist ein Innentemperatursensor 214 vorgesehen, der in der Funktion dem Innentemperatursensor 98 entspricht.Figure 2 shows a schematic representation of the motor vehicle 10 with the inventive air conditioner 12 according to the first embodiment. In Figure 2, in particular the installation position of the air conditioner 12 is illustrated. The inventive air conditioning system 12 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 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 travel of the motor vehicle 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 means of waste heat of the drive unit 94. 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. Figure 3 shows a schematic representation of an air conditioner according to the invention according to a second embodiment example. To avoid repetition, a description is omitted for components which correspond to those of the first embodiment, and the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 are used for these components. The air conditioner 112 of the second embodiment has the outer shape of an air-conditioning tower 192 whose internal structure is outlined by the broken 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 cooling circuit 116 differs from the cooling circuit 16 of the first exemplary embodiment in that a refrigerator evaporator 202, which is arranged in the refrigerator 200, is connected in parallel to the evaporator 62. 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. Furthermore, in the second exemplary embodiment, the condenser 58 is associated with a fan 206, with which an air flow 208 can be generated by an adjusting device 168 to an air guide 184 or opposite thereto. The essential difference of the adjusting device 68 of the first exemplary embodiment of the adjusting device 168 of the second exemplary embodiment is that the air flow leading to the left in the figures is guided to different components. 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 via a fan 212 with waste heat from the hot parts of the fuel cell system 14 are acted upon. This warm air flow is conducted into an air duct 190, which is provided with the electric heater 36 for further heating of the air stream and the air flow on to the adjusting device 72 and from there to the air inlet 196 leads. At the air-conditioning tower 192, there is provided an inside temperature sensor 214 which is equivalent in function to the inside temperature sensor 98.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 110 in dem die erfindungsgemäße Klimaanlage 112 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel montiert ist. Bei dem Kraftfahrzeug 110 handelt es sich vorzugsweise um eine Stretchlimousine, in welcher die Klimaanlage 112 turmförmig angeordnet ist.Figure 4 shows a schematic representation of a motor vehicle 110 in which the air conditioner 112 according to the invention is mounted according to the second embodiment. In the motor vehicle 110 is preferably a stretch limousine, in which the air conditioner 112 is arranged like a tower.
Nachfolgend werden verschiedene Betriebszustände aufgezeigt, die mittels der Klimaanlage 112 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel realisierbar sind; dabei kann wahlweise bei allen Betriebszuständen zusätzlich oder alternativ derHereinafter, various operating conditions are shown, which can be realized by means of the air conditioner 112 according to the second embodiment; It can optionally or in all operating conditions additionally or alternatively the
Kühlschrankverdampfer 202 mittels der Stelleinrichtungen 204 in den Kältekreis 116 eingebunden werden, so dass beispielsweise Getränke im Kühlschrank gekühlt werden können:Refrigerator evaporator 202 are integrated by means of the adjusting devices 204 in the refrigerant circuit 116 so that, for example, drinks can be cooled in the refrigerator:
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 Luftstrom 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 Stelleinrichtung 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. Dieser 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.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 guided via the adjusting device 72, the air guide 74 and the air outlet 196 in 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 passes the waste heat continues 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 is transmitted to the air. This 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 Luftstrom 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 stream 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 werden.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 will be taken.
Heizbetrieb mit UmluftZirkulation: In diesem Betriebszustand 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 Stellein- richtungen 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 eine die Luftführung 184 zur Stelleinrichtung 210, wo der Luftstrom zusätzlich über das Gebläse 212 mit Abwärme der heißen Teile des Brermstoffzel- 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 erwärmte 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 fan 206 via the air inlet 198, the air guide 82 and the adjusting device 168. If the refrigerator 200 is to be cooled, the refrigeration circuit 116 is in operation such that the setting devices 204 only integrate the refrigerator evaporator 202 into the refrigeration 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 airflow flows over an air duct 184 Adjustment device 210, where the air flow can additionally be acted upon by the blower 212 with waste heat of the hot parts of the Brermstoffzellensystems 14. 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 in the interior 178th
Heizbetrieb mit AußenluftZuführung: In diesem Betriebszu- stand 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 Luftführung 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. An- schließend wird die Luft über die Luftführung 82 zur Stelleinrichtung 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 above-described operating state, via the air guide 184, the actuator 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 into the interior 178 passed. Subsequently, the air is guided via the air guide 82 to the adjusting device 168, where it is discharged to the outside.
Die elektronische Steuereinheit ist im Rahmen des zweiten Ausführungsbeispiels im Unterschied zu der elektronischen Steuereinheit des ersten Ausführungsbeispiels mit den zusätzlich zu schaltenden Komponenten, wie beispielsweise den Stelleinrichtungen 204, den Gebläsen 206 und 212 sowie dem Innentemperatursensor 214 verbunden. 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.The electronic control unit is in the second embodiment, in contrast to the electronic control unit of the first embodiment with the additional components to be switched, such as the actuators 204, the blowers 206 and 212 and the internal temperature sensor 214 is connected. In a modification, the air flow into or out of the vehicle interior 178 can also be reversed, ie the air can also be blown out laterally on the air conditioning tower 192 and sucked in at the top.
Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm des Klimatisierungsbetriebs der erfindungsgemäßen Klimaanlagen 12 und 112 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Die Routine aus Figur 5, welche von der elektronischen Steuereinheit ausge- führt wird, startet bei Schritt SlOO, wenn die Klimaanlage 12 bzw. 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 einenFIG. 5 shows a flow chart of the air-conditioning operation of the air conditioners 12 and 112 according to the invention according to the first and second embodiments. The routine of FIG. 5 executed by the electronic control unit starts at step S100 when the air conditioner 12 or 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 is over a
Auswahlschalter oder eine entsprechende Programmierung der Klimaanlage 12 einen automatischen Bereitschaftsbetrieb ausgewählt hat. Falls dies nicht der Fall ist, fährt der Prozess zu Schritt S103 fort, wo bestimmt wird, ob der Be- nutzer 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 Wohlfühlklimatisierung 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 bzw. 178 des Kraftfahrzeugs 10 bzw. 110 auf eine Wohlfühltemperatur (z.B. 180C) klimatisiert, indem eine Auswahl aus den verschiedenen Heiz- und Kühlmodi von der elektroni- sehen Steuereinheit getroffen wird. Mit dem nachfolgendenSelection switch or programming the air conditioning 12 has selected an automatic standby mode. If not, the process proceeds to 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 comfort climate control. 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 or 178 of the motor vehicle 10 and 110 is air conditioned to a comfort temperature (eg 18 0 C) by a selection of the different heating and cooling modes is taken from the electronic control unit. With the following
Schritt Sl06 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 12 bzw. 112 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 derStep S <b> 06, it is determined that this comfort 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, At S107, it is determined whether the air conditioner 12 or 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 from there to step S108, where it is determined whether a comfortable air conditioning has been manually selected by the user. Is this the
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 bzw. 178 auf eine Bereitschafts-Solltemperatur (z.B. 250C) 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 Außen- temperatur niedrig, dann ist die Bereitschafts- Solltemperatur geringer als die Wohlfühltemperatur. Somit wird beispielsweise bei hoher Außentemperatur ein Aufheizen des Innenraumes 78 bzw. 178 verhindert und im Bedarfsfall ein sehr schnelles Erreichen der Wohlfühltemperatur gewähr- leistet, weil der Innenraum 78 bzw. 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.If so, 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 or 178 is regulated to a standby 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. 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, heating of the interior 78 or 178 is prevented and, if necessary, a very fast achievement of the comfort temperature is ensured, because the interior 78 or 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 continues 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 bzw. 112 sieht in der Praxis so aus, dass eine automatische Bereitschaftsklimatisierung gewählt ist. Wird das Antriebsaggregat 94 betrieben, dann kann der Innenraum 78 bzw. 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 10 bzw. 110 eventuell verlassen) , startet die Klimaanlage 12 bzw. 112 die Bereitschaftsklimatisierung, die den Innenraum bei hoher Außentemperatur auf beispielsweise 250C kühlt. Dieser Bereitschaftsklimatisierungsbe- trieb kann mit 60 Litern Brennstoff problemlos 12 Tage im Dauerbetrieb erfolgen. Der Bereitschaftsklimatisierungsbe- trieb wird solange durchgeführt, bis der Benutzer kurz vor Fahrtantritt eine Wohlfühlklimatisierung 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 and 112, respectively, in practice, is to select automatic standby air conditioning. If the drive unit 94 is operated, then the interior 78 or 178 can be conditioned via the vehicle optimized, very effective and specially designed air conditioning 92. Once the drive unit 94 is turned off (and the occupants may leave the motor vehicle 10 or 110), the air conditioning starts 12 and 112, the ready air conditioning, which cools the interior at high outdoor temperature to, for example, 25 0 C. This emergency air conditioning operation can be carried out with 12 liters of fuel for 12 days in continuous operation. The Bereitschaftsklimatisierungsbe- drive is carried out until the user selects a Wohlfühlklimatisierung shortly before driving, which then cools the interior 78 to, 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 bzw. 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 12 bzw. 112 während des Betriebs des Antriebsaggregats 94 zu betreiben.Although it has been described above that the air conditioner 12 and 112 are only in the state, 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 and 112 during operation of the drive unit 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 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 Heizeinrichtung36 Electric heater
38 Anodenabgassträng38 anode exhaust gas strands
40 Mischeinheit40 mixing unit
42 Nachbrenner 44 Brennstoffsträng42 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 Luftström70 air streams
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 Luftström88 air flow
90 Luftführung90 air duct
92 herkömmliche Klimaanlage92 conventional air conditioning
94 Antriebsaggregat94 drive unit
96 Außentemperatursensor96 outside temperature sensor
98 Innentemperatursensor98 indoor temperature sensor
110 Kraftfahrzeug110 motor vehicle
112 Klimaanlage112 air conditioning
116 Kältekreis116 refrigerant circuit
168 Stelleinrichtung168 adjusting device
178 Innenraum178 interior
184 Luftführung184 air duct
190 Luftführung190 air duct
192 Klimatisierungsturms192 air conditioning tower
194 Innenaufbau der Klimaanlage194 Interior of the air conditioning system
196 Luftauslass196 air outlet
198 Lufteinlass198 air intake
200 Kühlschrank200 fridge
202 Kühlschrankverdampfer202 refrigerator evaporator
204 Stelleinrichtungen204 adjusting devices
206 Gebläse206 blowers
208 Luftstrom208 airflow
210 Stelleinrichtung210 adjusting device
212 Gebläse212 blowers
214 Innentemperatursensor 214 indoor temperature sensor

Claims

ANSPRUCHE
1. Klimaanlage (12; 112) zur Standklimatisierung eines Kraftfahrzeugs (10; 110), mit einer Brennstoffzelle (26) zum Betreiben eines Kältekreises (16; 116) , dadurch gekennzeichnet/ dass zumindest eine Stelleinrichtung (68; 168) vorgesehen ist, um abhängig von deren Schaltstellung eine zu klimatisierende Zuluft von außerhalb eines zu klimatisierenden Fahrzeuginnenraums (78; 178) und/oder aus dem Fahrzeuginnenraum (78; 178) der Klimatisierung zuzuführen, wobei die Schaltstellung der Stelleinrichtung (68; 168) zumindest von einem Sensorsignal abhängig steuerbar ist.An air conditioning system (12, 112) for stationary air conditioning of a motor vehicle (10, 110), comprising a fuel cell (26) for operating a refrigeration circuit (16, 116), characterized in that at least one control device (68, 168) is provided Depending on their switching position, a supply air to be conditioned from outside of a vehicle interior to be conditioned (78, 178) and / or from the vehicle interior (78, 178) is supplied to the air conditioning, wherein the switching position of the control device (68, 168) can be controlled at least by a sensor signal is.
2. Klimaanlage (12; 112) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsignal von einem Außentempera- tursensor (96) stammt, so dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung (68; 168) von der Fahrzeugaußentemperatur abhängig steuerbar ist.2. Air conditioning system (12, 112) according to claim 1, characterized in that the sensor signal originates from an external temperature sensor (96), so that the switching position of the adjusting device (68, 168) can be controlled as a function of the vehicle exterior temperature.
3. Klimaanlage (12; 112) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung (68; 168) des Weiteren von einem zweiten Sensorsignal ab- hängig steuerbar ist, welches von einem Innentemperatursen- sor (98) stammt, der im Fahrzeuginnenraum (78, 178) angeordnet ist.3. The air conditioner (12; 112) according to claim 2, characterized in that the switching position of the adjusting device (68; 168) is further controllable as a function of a second sensor signal originating from an internal temperature sensor (98) which in the Vehicle interior (78, 178) is arranged.
4. Klimaanlage (12; 112) gemäß Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung4. The air conditioner (12, 112) according to claim 3, character- ized in that the switching position of the adjusting device
(68, 168) so steuerbar ist, dass diejenige Luft zur Klimatisierung zuführbar ist, deren Isttemperatur eine geringere Differenz zur Solltemperatur des Fahrzeuginnenraums (78; 178) hat. (68, 168) is controllable so that that air can be supplied to the air conditioning, whose actual temperature has a smaller difference to the target temperature of the vehicle interior (78, 178).
5. Klimaanlage (12; 112) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstellung der Stelleinrichtung (68; 168) so steuerbar ist, dass die- jenige Luft zur Klimatisierung zuführbar ist, deren Luftqualität besser ist.5. Air conditioning system (12, 112) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching position of the adjusting device (68; 168) is controllable such that the air can be supplied to the air conditioning system whose air quality is better.
6. Kraftfahrzeug (10; 110) mit einer Klimaanlage (12; 112) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. 6. Motor vehicle (10; 110) with an air conditioning system (12; 112) according to one of the preceding claims.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008052497A3 (en) * 2006-11-02 2008-11-27 Enerday Gmbh Method for regenerating a reformer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6092376A (en) * 1998-11-12 2000-07-25 Daimlerchrysler Corporation Air handling controller for HVAC system for electric vehicles
US6352102B1 (en) * 1996-10-07 2002-03-05 Denso Corporation Air conditioning apparatus for vehicle
DE10223949A1 (en) 2002-05-29 2003-12-24 Webasto Thermosysteme Gmbh System for cooling or heating the inside of a vehicle and having two vaporizers and two cooling circuits
DE10353061A1 (en) * 2002-11-15 2004-05-27 Denso Corp., Kariya Climate control unit for a motor vehicle comprises cooling circuit with a heating fluid circuit using hot gas from a compressor and heat exchanger
EP1475260A1 (en) * 2003-05-07 2004-11-10 J. Eberspächer GmbH Co. KG Heating system for a vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6834511B2 (en) * 2002-03-15 2004-12-28 Calsonic Kansei Corporation Vehicle air conditioning apparatus
DE10258195B3 (en) * 2002-12-12 2004-07-22 Webasto Thermosysteme International Gmbh Interior heating and cooling system for motor vehicle, has by-pass line that bridges the segment of heat transfer circuit which runs through an internal combustion engine to form an isolated circuit in a bridged operating state
DE10323813A1 (en) * 2003-05-23 2004-12-09 Behr Gmbh & Co. Kg Method and device for controlling a device for exchanging heat
DE102004020741A1 (en) * 2004-04-27 2005-11-24 Behr Gmbh & Co. Kg Method for controlling an air conditioning and air conditioning system for a vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6352102B1 (en) * 1996-10-07 2002-03-05 Denso Corporation Air conditioning apparatus for vehicle
US6092376A (en) * 1998-11-12 2000-07-25 Daimlerchrysler Corporation Air handling controller for HVAC system for electric vehicles
DE10223949A1 (en) 2002-05-29 2003-12-24 Webasto Thermosysteme Gmbh System for cooling or heating the inside of a vehicle and having two vaporizers and two cooling circuits
DE10353061A1 (en) * 2002-11-15 2004-05-27 Denso Corp., Kariya Climate control unit for a motor vehicle comprises cooling circuit with a heating fluid circuit using hot gas from a compressor and heat exchanger
EP1475260A1 (en) * 2003-05-07 2004-11-10 J. Eberspächer GmbH Co. KG Heating system for a vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008052497A3 (en) * 2006-11-02 2008-11-27 Enerday Gmbh Method for regenerating a reformer

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