WO2015150108A1 - Fahrzeug mit einem kältemittelkreislauf - Google Patents

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WO2015150108A1
WO2015150108A1 PCT/EP2015/055865 EP2015055865W WO2015150108A1 WO 2015150108 A1 WO2015150108 A1 WO 2015150108A1 EP 2015055865 W EP2015055865 W EP 2015055865W WO 2015150108 A1 WO2015150108 A1 WO 2015150108A1
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vehicle
obturator
vehicle according
refrigerant
refrigerant circuit
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PCT/EP2015/055865
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Robert Herbolzheimer
Stefan Morgenstern
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
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    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/22—Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Vehicle air conditioning systems are always also designed from the standpoint of "crash safety.”
  • An aspect to be taken into consideration here is that in the event of a crash in which refrigerant pipes or individual components of the refrigerant circuit are damaged, no or only as little refrigerant should escape into the passenger compartment ,
  • the object of the invention is to provide a vehicle with a refrigerant circuit which has a comparatively high safety in terms of the safety aspects described above.
  • the starting point of the invention is a vehicle with a drive motor and a refrigerant circuit.
  • the drive motor may be housed in an engine compartment located in front of a passenger compartment (vehicle with front engine). Alternatively, the drive motor could also be arranged in an engine compartment located behind the passenger compartment (vehicle with rear engine).
  • the refrigerant circuit has - viewed in the flow direction of the refrigerant - a compressor, a gas cooler, an expansion element and an evaporator.
  • the refrigerant circuit has a first obturator, which in a crash of the vehicle, at the refrigerant circuit is damaged (eg crack of a refrigerant line, destruction of a component of the refrigerant circuit or the like), closes.
  • the first obturator is arranged in a region of the vehicle in which the probability that the first obturator is damaged in a crash and fails, is comparatively low.
  • the first obturator is arranged outside a region located between the drive motor and the evaporator.
  • the evaporator - In a vehicle with a front engine, the evaporator - viewed in the direction of travel of the vehicle - arranged behind the drive motor. Usually, the evaporator - as viewed in the direction of travel of the vehicle - arranged behind an end wall which separates the passenger compartment from the engine compartment of the vehicle.
  • the evaporator is usually housed in a so-called. Air conditioner, which is arranged in a rear-wheel drive vehicle in the region of the center tunnel above the transmission bell.
  • the first shut-off device closes and limits the amount of refrigerant flowing out into the passenger compartment via the leak or the damaged evaporator.
  • a "forbidden area” is defined which could also be termed a “critical area”.
  • the term “prohibited area” is understood to mean an area into which the drive motor could be moved in the event of a major crash of the vehicle.
  • the first obturator which should limit the escaping refrigerant in the event of damage to the refrigerant circuit, according to the invention, outside the "forbidden area", ie arranged in a particularly crash-safe area, ie in a region in which a comparatively low probability that the first obturator is damaged in a crash of the vehicle in its function.
  • the first obturator is a check valve, which allows the refrigerant to pass in the usual direction of flow of the refrigerant circuit and blocks it in the opposite direction.
  • the refrigerant circuit has a so-called.
  • Low pressure Befilanan gleich which is arranged in the flow direction of the refrigerant after the first obturator.
  • the low-pressure command port is arranged on a low-pressure side with respect to the expansion element of the refrigerant circuit.
  • the refrigerant circuit further comprises an accumulator or collector, which, viewed in the flow direction of the refrigerant, is arranged after the first obturator and in particular, viewed in the flow direction of the refrigerant, is arranged after the Niedertownbe spailan gleich.
  • the first obturator thus has, in particular, the task of preventing a return or outflow of refrigerant from the accumulator or collector in the direction of the expansion element in the event of damage to the refrigerant circuit.
  • the safety with regard to limiting the amount of outflowing refrigerant can be further improved if a second obturator is provided.
  • a second obturator viewed in the flow direction of the refrigerant - the second obturator arranged in front of the evaporator.
  • the second obturator limits or prevents refrigerant from flowing from the high pressure side of the refrigerant circuit toward the evaporator.
  • the "prohibited area” includes more than just the area immediately between the engine and the evaporator, for example, the forbidden area may be a "projection of the drive motor” in a direction opposite to the direction of travel of the vehicle (in a front-engine vehicle ) or a projection of the drive motor in the direction of travel of the vehicle (in a vehicle with a rear engine) is defined, wherein both the first and possibly provided second obturator is disposed outside of the defined by the projection of the drive motor potential crash area.
  • the potential crash area or the forbidden area can be defined even larger.
  • the forbidden area additionally comprises a left area which includes a predetermined angle with a longitudinal direction of the vehicle and / or a right area which is a predetermined angle with a longitudinal direction of the vehicle includes, wherein both the first and possibly provided second obturator is disposed outside of the additional left or right area.
  • the predetermined angle may e.g. 45 °.
  • the second obturator can be formed by a shut-off expansion element, ie the expansion element of the refrigerant circuit can be designed as a lockable expansion element.
  • the second obturator could also be separated from the expansion element and, for example, be arranged before, in particular immediately before or after or in particular immediately after the expansion element.
  • the second obturator is electrically actuated, it being possible to provide that it is open when an electrical voltage is applied to the second obturator or that it is closed when the voltage drops below a predetermined voltage or when the second Shut-off device is de-energized.
  • Such a designed second shut-off is fail-safe, ie it closes when the voltage drops below a predetermined voltage.
  • the closing of the second obturator can be effected, for example, by a mechanical spring which is integrated in the second obturator.
  • the refrigerant circuit has a high-pressure filling connection, which, viewed in the flow direction of the refrigerant, is arranged after the gas cooler. If the refrigerant circuit has both a low-pressure filling port and a high-pressure filling port, the refrigerant circuit can be evacuated very well and filled with refrigerant when the refrigerant circuit is filled.
  • Inner heat exchanger can be provided.
  • a first portion of the refrigerant circuit located between the high pressure fill port and the expansion element may be thermally coupled via the inner heat exchanger to a second portion of the refrigerant circuit located between the accumulator and the compressor.
  • the gas cooler In a vehicle with a front engine, the gas cooler, viewed in the direction of travel of the vehicle, can be arranged in front of the drive motor in an engine compartment of the vehicle.
  • the above-mentioned end wall over which the passenger compartment is separated from the engine compartment preferably has a passage through which extending a flow line and a return line of the refrigerant circuit.
  • the first and possibly provided second obturator are arranged outside the so-called prohibited area.
  • the first or the second obturator can be arranged in particular in a region laterally next to the drive motor.
  • the invention is particularly suitable for so-called.
  • C0 2 air conditioning systems ie for vehicles with refrigerant circuits, which are traversed by carbon dioxide.
  • the invention achieves the following advantages in particular:
  • the "safety function" for reducing the amount of refrigerant potentially flowing into the passenger compartment in the event of a vehicle crash is ensured even in the event of major damage to the vehicle or the refrigerant circuit.
  • Fig. 2 shows the arrangement of the most important components of a
  • Refrigerant circuit according to the invention with respect to a located between the drive motor and the evaporator prohibited area.
  • the refrigerant circuit 1 shows a refrigerant circuit 1 of a vehicle air conditioning system. Viewed in the usual flow direction of the refrigerant, the refrigerant circuit 1 has a refrigerant compressor (hereinafter referred to as "compressor") 2, a gas cooler or condenser 3, a Hochtikbe colllan gleich 4, an inner heat exchanger 5, a lockable expansion element 6, an evaporator 7, a shut-off device 8, a Niedertikbe spallan gleich 9 and an accumulator or collector 10 on.
  • compressor refrigerant compressor
  • shut-off expansion element 6 instead of a shut-off expansion element 6, a combination of a shut-off valve and an expansion element (which can not be shut off) may also be provided.
  • the shut-off device 8 may be, for example, a check valve which passes through refrigerant from the evaporator 7 in the direction of the low-pressure filling port 9 and which blocks in the reverse flow direction.
  • This sensor 1 1 can, for example, be arranged between the high-pressure side of the compressor 2 and the gas cooler or condenser 3 and be provided to measure the pressure or the temperature of the refrigerant.
  • a first section of the refrigerant circuit 1 located between the high-pressure filling connection 4 and the closable expansion element 6 is thermally coupled via the inner heat exchanger 5 to a side section of the refrigerant circuit 1 located between the accumulator 10 and the compressor 2.
  • Fig. 2 describes an advantageous arrangement of the essential components of the refrigerant circuit shown in Fig. 1 in a vehicle.
  • the vehicle not shown here has a drive motor 12, which may be, for example, an internal combustion engine.
  • the drive motor 12 is arranged in an engine compartment 13 of the vehicle.
  • the engine compartment 13 is structurally separated from a passenger compartment 14 of the vehicle by a so-called end wall 15.
  • the evaporator 7 is arranged in the region of the vehicle center on the side of the end wall 15 facing the passenger compartment 14.
  • the evaporator 7 may be integrated in an air conditioner not shown here.
  • the air conditioner can be arranged in a rear-wheel drive vehicle with front engine above the adjoining to the back of the drive motor gear bell (not shown).
  • the first obturator (check valve) 8 the accumulator or accumulator 10
  • the inner heat exchanger 5 the compressor 2
  • the second obturator which is here formed by a lockable expansion element 6, the side of the Drive motor arranged.
  • a flow line 16 and a return line 17 of the refrigerant circuit extend from the engine compartment 13 through a through hole 18 provided in the end wall 15.
  • Fig. 2 shows a plan view of the vehicle. One between a back
  • the central area 20 forms part of a so-called "prohibited area.”
  • the central area 20 is defined by a projection of the drive motor 12 in one direction of travel
  • the prohibited area further includes an additional left area 22 and a right area 23.
  • the left and right areas 22 and 23 respectively include an angle p with a longitudinal direction of the vehicle. That the left and the right region 22 and 23 are laterally from the longitudinal direction of the vehicle.
  • the angle p of the left and / or the right region may e.g. 45 °, 40 °, 35 °, 30 °, 25 °, 20 °, 15 ° or 10 °.
  • the left-hand area 22, the right-hand area 23 and the central area 20 taken together define the already-mentioned "forbidden area.”
  • This area is referred to as “forbidden area”, since a strong crash of the vehicle, the drive motor 12 could be moved into this area. Components that are in this area could thus be damaged in a severe crash of the vehicle.
  • shut-off devices 6, 8 are of central importance as far as the discharge of refrigerant into the passenger compartment 14 is concerned. Accordingly, the shut-off members 6, 8 are disposed outside the forbidden area formed by the areas 22, 23 and 20, respectively.
  • the shut-off devices 6, 8 are arranged laterally next to a rear region of the drive motor 12. In this area, the probability is extremely low that the shut-off devices 6, 8 are damaged in a crash of the vehicle. If, in the event of a crash of the vehicle, the refrigerant circuit 1 is damaged, the two shut-off devices 6, 8 close and thus limit the amount of refrigerant which can flow out of the refrigerant circuit in the direction of the passenger compartment 14. In particular, the check valve 8 prevents refrigerant from the accumulator or collector flowing back toward the evaporator 7 or passenger compartment 14. The shut in a crash shut-off expansion device 6 prevents refrigerant from the high pressure side of the evaporator 2 and of the gas cooler 3 in the direction of the evaporator 7 and the passenger compartment 14 flows.

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Abstract

Fahrzeug, mit einem Antriebsmotor und einem Kältemittelkreislauf, wobei der Kältemittelkreislauf in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet - einen Verdichter, - einen Gaskühler oder Kondensator, - ein Expansionsorgan und einen Verdampfer aufweist, wobei der Kältemittelkreislauf ein erstes Absperrorgan aufweist, das außerhalb eines zwischen dem Antriebsmotor und den Verdampfer befindlichen Bereichs angeordnet ist.

Description

Fahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Fahrzeugklimaanlagen werden stets auch unter dem Gesichtspunkt„Crash- Sicherheit" konzeptioniert. Ein hierbei zu berücksichtigender Aspekt ist, dass im Falle eines Crashs, bei dem Kältemittelleitungen oder einzelne Komponenten des Kältemittelkreislaufs beschädigt werden, kein oder nur möglichst wenig Kältemittel in den Fahrgastraum hinein austreten sollte.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf zu schaffen, der hinsichtlich der oben beschriebenen Sicherheitsaspekte eine vergleichsweise hohe Sicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Antriebsmotor und einem Kältemittelkreislauf. Der Antriebsmotor kann in einem vorderhalb einer Fahrgastzelle befindlichen Motorraum untergebracht sein (Fahrzeug mit Frontmotor). Alternativ dazu könnte der Antriebsmotor auch in einem hinterhalb des Fahrgastraums befindlichen Motorraum angeordnet sein (Fahrzeug mit Heckmotor).
Der Kältemittelkreislauf weist - in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet - einen Verdichter, einen Gaskühler, ein Expansionsorgan und einen Verdampfer auf.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass der Kältemittelkreislauf ein erstes Absperrorgan aufweist, das bei einem Crash des Fahrzeugs, bei dem der Kältemittelkreislauf beschädigt wird (z.B. Riss einer Kältemittelleitung, Zerstören einer Komponente des Kältemittelkreislaufs o.ä.), schließt. Gemäß der Erfindung ist das erste Absperrorgan in einem Bereich des Fahrzeugs angeordnet, in dem die Wahrscheinlichkeit, dass das erste Absperrorgan bei einem Crash beschädigt wird und ausfällt, vergleichsweise gering ist. Gemäß der Erfindung ist das erste Absperrorgan außerhalb eines zwischen dem Antriebsmotor und dem Verdampfer befindlichen Bereichs angeordnet.
Bei einem Fahrzeug mit Frontmotor ist der Verdampfer - in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet - hinterhalb des Antriebsmotors angeordnet. Üblicherweise ist der Verdampfer - in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet - hinter einer Stirnwand angeordnet, welche den Fahrgastraum vom Motorraum des Fahrzeugs trennt. Der Verdampfer ist üblicherweise in einem sog. Klimagerät untergebracht, welches bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb im Bereich des Mitteltunnels oberhalb der Getriebeglocke angeordnet ist.
Wenn bei einem Crash der Verdampfer oder eine im Fahrgastraum befindliche Kältemittelleitung beschädigt werden sollte, schließt das erste Absperrorgan und begrenzt die über das Leck bzw. den beschädigten Verdampfer in den Fahrgastraum hinein ausströmende Kältemittelmenge.
Wie oben bereits angedeutet, wird gemäß der Erfindung ein „verbotener Bereich" definiert, der auch als „kritischer Bereich" bezeichnet werden könnte. Unter dem Begriff „verbotener Bereich" wird ein Bereich verstanden, in den hinein bei einem stärkeren Crash des Fahrzeugs der Antriebsmotor verschoben werden könnte.
Das erste Absperrorgan, welches im Falle einer Beschädigung des Kältemittelkreislaufs die austretende Kältemittelmenge begrenzen soll, ist gemäß der Erfindung außerhalb des „verbotenen Bereichs", d.h. in einem besonders crashsicheren Bereich angeordnet, d.h. in einem Bereich, in dem eine vergleichsweise geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass das erste Absperrorgan bei einem Crash des Fahrzeugs in seiner Funktion beschädigt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das erste Absperrorgan ein Rückschlagventil, das Kältemittel in der üblichen Strömungsrichtung des Kältemittelkreislaufs durchlässt und das in entgegengesetzter Richtung sperrt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kältemittelkreislauf einen sog. Niederdruckbefüilanschluss auf, der in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet nach dem ersten Absperrorgan angeordnet ist. Der Niederdruckbefüilanschluss ist definitionsgemäß auf einer Niederdruckseite in Bezug auf das Expansionsorgan des Kältemittelkreislaufs angeordnet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kältemittelkreislauf ferner einen Akkumulator oder Sammler auf, der, in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet, nach dem ersten Absperrorgan angeordnet ist und der insbesondere, in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet, nach dem Niederdruckbefüilanschluss angeordnet ist. Das erste Absperrorgan hat somit insbesondere die Aufgabe, bei einer Beschädigung des Kältemittelkreislaufs ein Rück- bzw. Ausströmen von Kältemittel aus dem Akkumulator oder Sammler in Richtung des Expansionsorgans zu verhindern.
Die Sicherheit hinsichtlich einer Begrenzung der Menge ausströmenden Kältemittels kann weiter verbessert werden, wenn ein zweites Absperrorgan vorgesehen wird. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist - in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet - das zweite Absperrorgan vor dem Verdampfer angeordnet. Im Falle eines Crashs, bei dem der Kältemittelkreislauf beschädigt wird, begrenzt oder verhindert das zweite Absperrorgan, dass Kältemittel von der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufs in Richtung Verdampfer strömt. Unter Sicherheitsaspekten wird vorgeschlagen, auch das zweite Absperrorgan außerhalb des „verbotenen Bereichs", d.h. außerhalb des zwischen dem Antriebsmotor und dem Verdampfer befindlichen Bereichs anzuordnen.
Vorzugsweise umfasst der„verbotene Bereich" mehr als nur den unmittelbar zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Verdampfer befindlichen Bereich. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der verbotene Bereich eine „Projektion des Antriebsmotors" in einer der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzten Richtung (bei einem Fahrzeug mit Frontmotor) bzw. eine Projektion des Antriebsmotors in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (bei einem Fahrzeug mit Heckmotor) definiert, wobei sowohl das erste als auch das ggf. vorgesehene zweite Absperrorgan außerhalb des durch die Projektion des Antriebsmotors definierten potenziellen Crash- Bereichs angeordnet ist.
Möchte man die Sicherheit noch weiter verbessern, so kann der potenzielle Crash-Bereich bzw. der verbotene Bereich noch größer definiert sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass, in einer Draufsicht auf das Fahrzeug betrachtet, der verbotene Bereich zusätzlich einen linken Bereich umfasst, der mit einer Längsrichtung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Winkel einschließt und/oder einen rechten Bereich, der mit einer Längsrichtung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Winkel einschließt, wobei sowohl das erste als auch das ggf. vorgesehene zweite Absperrorgan außerhalb des zusätzlichen linken bzw. rechten Bereichs angeordnet ist. Der vorgegebene Winkel kann z.B. 45° betragen.
Das zweite Absperrorgan kann durch ein absperrbares Expansionsorgan gebildet sein, d.h. das Expansionsorgan des Kältemittelkreislaufs kann als absperrbares Expansionsorgan ausgebildet sein. Alternativ dazu könnte das zweite Absperrorgan auch separiert vom Expansionsorgan sein und z.B. vor, insbesondere unmittelbar vor oder nach bzw. insbesondere unmittelbar nach dem Expansionsorgan angeordnet sein. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das zweite Absperrorgan elektrisch ansteuerbar, wobei vorgesehen sein kann, dass es geöffnet ist, wenn an dem zweiten Absperrorgan eine elektrische Spannung anliegt bzw. dass es geschlossen ist, wenn die Spannung unterhalb eine vorgegebene Spannung absinkt oder wenn das zweite Absperrorgan spannungslos ist. Ein derart konzipiertes zweites Absperrorgan ist ausfallsicher, d.h. es schließt, wenn die elektrische Spannung unter eine vorgegebene Spannung absinkt. Das Schließen des zweiten Absperrorgans kann bspw. durch eine mechanische Feder, welche in das zweite Absperrorgan integriert ist, bewirkt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kältemittelkreislauf einen Hochdruckbefüllanschluss auf, der, in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet, nach dem Gaskühler angeordnet ist. Wenn der Kältemittelkreislauf sowohl einen Niederdruckbefüllanschluss als auch einen Hochdruckbefüllanschluss aufweist, kann beim Befüllen des Kältemittelkreislaufs der Kältemittelkreislauf sehr gut evakuiert und mit Kältemittel befüllt werden.
Desweiteren kann ein sog. innerer Wärmetauscher vorgesehen sein. Ein zwischen dem Hochdruckbefüllanschluss und dem Expansionsorgan befindlicher erster Abschnitt des Kältemittelkreislaufs kann über den inneren Wärmetauscher thermisch mit einem zwischen dem Akkumulator und dem Verdichter befindlichen zweiten Abschnitt des Kältemittelkreislaufs gekoppelt sein.
Bei einem Fahrzeug mit Frontmotor kann der Gaskühler, in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet, vorderhalb des Antriebsmotors in einem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet sein.
Die oben bereits erwähnte Stirnwand, über die der Fahrgastraum vom Motorraum getrennt ist, weist vorzugsweise einen Durchgang auf, durch den sich eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung des Kältemittelkreislaufs erstreckt.
Wie bereits erwähnt, sind das erste und das ggf. vorgesehene zweite Absperrorgan außerhalb des sog. verbotenen Bereichs angeordnet. Das erste bzw. das zweite Absperrorgan können insbesondere in einem Bereich seitlich neben dem Antriebsmotor angeordnet sein.
Die Erfindung ist insbesondere für sog. C02-Klimaanlagen geeignet, d.h. für Fahrzeuge mit Kältemittelkreisläufen, die von Kohlendioxyd durchströmt sind.
Zusammenfassend werden mit der Erfindung insbesondere folgende Vorteile erreicht:
- Die„Sicherheitsfunktion" zur Reduzierung der bei einem Fahrzeug-Crash potenziell in den Fahrgastraum ausströmenden Kältemittelmenge wird auch bei stärkeren Beschädigungen des Fahrzeugs bzw. des Kältemittelkreislaufs sichergestellt.
Die Gefahr der Entstehung eines potenziell kritischen„Kältemittel-Luft- Gemischs" wird begrenzt.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Kältemittelkreislauf gemäß der Erfindung; und
Fig. 2 die Anordnung der wichtigsten Komponenten eines
Kältemittelkreislaufs gemäß der Erfindung in Bezug auf einen zwischen dem Antriebsmotor und dem Verdampfer befindlichen verbotenen Bereich.
Fig. 1 zeigt einen Kältemittelkreislauf 1 einer Fahrzeugklimaanlage. In üblicher Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet weist der Kältemittelkreislauf 1 einen Kältemittelverdichter (im Folgenden„Verdichter" genannt) 2, einen Gaskühler oder Kondensator 3, einen Hochdruckbefüllanschluss 4, einen inneren Wärmetauscher 5, ein absperrbares Expansionsorgan 6, einen Verdampfer 7, eine Absperreinrichtung 8, einen Niederdruckbefüllanschluss 9 und einen Akkumulator bzw. Sammler 10 auf.
Anstelle eines absperrbaren Expansionsorgans 6 kann auch eine Kombination aus einem Absperrventil und einem Expansionsorgan (welches nicht absperrbar ist), vorgesehen sein.
Bei der Absperreinrichtung 8 kann es sich bspw. um ein Rückschlagventil handeln, welches Kältemittel vom Verdampfer 7 in Richtung des Niederdruckbefüllanschlusses 9 durchläset und welches in umgekehrter Strömungsrichtung sperrt.
Ferner kann ein Drucksensor und ein Temperatursensor oder ein kombinierter Druck-/Temperatursensor vorgesehen sein. Dieser Sensor 1 1 kann bspw. zwischen der Hochdruckseite des Verdichters 2 und dem Gaskühler bzw. Kondensator 3 angeordnet und dazu vorgesehen sein, den Druck bzw. die Temperatur des Kältemittels zu messen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist ein zwischen dem Hochdruckbefüllanschluss 4 und dem absperrbaren Expansionsorgan 6 befindlicher erster Abschnitt des Kältemittelkreislaufs 1 über den inneren Wärmetauscher 5 thermisch mit einem zwischen dem Akkumulator 10 und dem Verdichter 2 befindlichen Seitenabschnitt des Kältemittelkreislaufs 1 gekoppelt.
Fig. 2 beschreibt eine vorteilhafte Anordnung der wesentlichen Komponenten des in Fig. 1 gezeigten Kältemittelkreislaufs in einem Fahrzeug. Das hier nicht näher dargestellte Fahrzeug weist einen Antriebsmotor 12 auf, bei dem es sich bspw. um einen Verbrennungsmotor handeln kann. Der Antriebsmotor 12 ist in einem Motorraum 13 des Fahrzeugs angeordnet. Der Motorraum 13 ist von einem Fahrgastraum 14 des Fahrzeugs durch eine sog. Stirnwand 15 baulich getrennt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Verdampfer 7 im Bereich der Fahrzeugmitte auf der dem Fahrgastraum 14 zugewandten Seite der Stirnwand 15 angeordnet. Der Verdampfer 7 kann in ein hier nicht näher dargestelltes Klimagerät integriert sein. Das Klimagerät kann bei einem heckgetriebenen Fahrzeug mit Frontmotor oberhalb der sich an die Rückseite des Antriebsmotors anschließenden Getriebeglocke (nicht dargestellt) angeordnet sein.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind das erste Absperrorgan (Rückschlagventil) 8, der Sammler bzw. Akkumulator 10, der innere Wärmetauscher 5, der Verdichter 2 und das zweite Absperrorgan, welches hier durch ein absperrbares Expansionsorgan 6 gebildet ist, seitlich neben dem Antriebsmotor angeordnet. Eine Vorlaufleitung 16 und eine Rücklaufleitung 17 des Kältemittelkreislaufs erstrecken sich vom Motorraum 13 durch eine Durchgangsöffnung 18, die in der Stirnwand 15 vorgesehen ist.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Fahrzeug. Ein zwischen einer Rückseite
19 des Antriebsmotors 12 und dem Verdampfer 7 befindlicher Mittelbereich
20 bildet einen Teil eines sog.„verbotenen Bereichs". Der Mittelbereich 20 ist definiert durch eine Projektion des Antriebsmotors 12 in einer Fahrtrichtung
21 des Fahrzeugs entgegengesetzten Richtung.
Zum verbotenen Bereich gehört ferner ein zusätzlicher linker Bereich 22 und ein rechter Bereich 23. Der linke und der rechte Bereich 22 bzw. 23 schließen mit einer Längsrichtung des Fahrzeugs einen Winkel p ein. D.h. der linke bzw. der rechte Bereich 22 bzw. 23 stehen seitlich von der Längsrichtung des Fahrzeugs ab.
Der Winkel p des linken und/oder des rechten Bereichs kann z.B. 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15° oder 10° betragen.
Der linke Bereich 22, der rechte Bereich 23 und der Mittelbereich 20 zusammen genommen definieren den bereits erwähnten „verbotenen Bereich". Dieser Bereich wird als „verbotener Bereich" bezeichnet, da bei einem starken Crash des Fahrzeugs der Antriebsmotor 12 in diesen Bereich hinein verschoben werden könnte. Komponenten, welche sich in diesem Bereich befinden, könnten somit bei einem starken Crash des Fahrzeugs beschädigt werden.
Wie bereits erwähnt, sind die beiden Absperrorgane 6, 8 von zentraler Bedeutung, was den Austritt von Kältemittel in den Fahrgastraum 14 hinein anbelangt. Dementsprechend sind die Absperrorgane 6, 8 außerhalb des verbotenen bzw. kritischen Bereichs, der durch die Bereiche 22, 23 und 20 gebildet ist, angeordnet.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Absperrorgane 6, 8 seitlich neben einem hinteren Bereich des Antriebsmotors 12 angeordnet. In diesem Bereich ist die Wahrscheinlichkeit äußerst gering, dass die Absperrorgane 6, 8 bei einem Crash des Fahrzeugs beschädigt werden. Wenn bei einem Crash des Fahrzeugs der Kältemittelkreislauf 1 beschädigt wird, schließen die beiden Absperrorgane 6, 8 und begrenzen somit die Kältemittelmenge, welche in Richtung des Fahrgastraums 14 aus dem Kältemittelkreislauf ausströmen kann. Das Rückschlagventil 8 verhindert insbesondere, dass Kältemittel aus dem Akkumulator bzw. Sammler zurück in Richtung Verdampfer 7 bzw. Fahrgastraum 14 strömt. Das bei einem Crash schließende absperrbare Expansionsorgan 6 verhindert, dass Kältemittel von der Hochdruckseite des Verdampfers 2 bzw. von dem Gaskühler 3 in Richtung des Verdampfers 7 bzw. des Fahrgastraums 14 strömt.

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrzeug, mit einem Antriebsmotor (12) und einem Kältemittelkreislauf (1 ), wobei der Kältemittelkreislauf (1 ) in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet
- einen Verdichter (2),
- einen Gaskühler oder Kondensator (3),
-- ein Expansionsorgan (6) und einen Verdampfer (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (1 ) ein erstes Absperrorgan (8) aufweist, das außerhalb eines zwischen dem Antriebsmotor (12) und den Verdampfer (7) befindlichen Bereichs (20) angeordnet ist.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Absperrorgan (8) ein Rückschlagventil ist, das Kältemittel in Strömungsrichtung des Kältemittels durchläset und das in entgegengesetzter Richtung sperrt.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (1 ) einen Niederdruckbefüllanschluss (9) aufweist, der, in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet, nach dem ersten Absperrorgan (8) angeordnet ist.
4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (1 ) einen Akkumulator (10) aufweist, der, in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet, nach dem ersten Absperrorgan (8) angeordnet ist, und der insbesondere, in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet, nach dem Niederdruckbefüllanschluss (9) angeordnet ist.
5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (1 ) ein zweites Absperrorgan (6) aufweist, das, in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet, vor dem Verdampfer (7) angeordnet ist.
6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Absperrorgan (6) außerhalb des zwischen dem Antriebsmotor (12) und dem Verdampfer (7) befindlichen Bereichs (20) angeordnet ist.
7. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektion des Antriebsmotors in Fahrtrichtung des Fahrzeugs oder in einer der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzten Richtung einen potenziellen Crash- Bereich (20) definiert, wobei sowohl das erste als auch das zweite Absperrorgan (6, 8) außerhalb des potenziellen Crash-Bereichs angeordnet sind.
8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der potenzielle Crash-Bereich in einer Draufsicht auf das Fahrzeug betrachtet zusätzlich einen linken Bereich (22) aufweist, der mit einer Längsrichtung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Winkel (p) einschließt, wobei sowohl das erste als auch das zweite Absperrorgan (6, 8) außerhalb des zusätzlichen linken Bereichs angeordnet sind.
9. Fahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der potenzielle Crash-Bereich in einer Draufsicht auf das Fahrzeug betrachtet zusätzlich einen rechten Bereich (23) umfasst, der mit einer Längsrichtung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Winkel (p) einschließt, wobei sowohl das erste als auch das zweite Absperrorgan außerhalb des zusätzlichen rechten Bereichs (23) angeordnet sind.
10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Absperrorgan (6) durch das Expansionsorgan gebildet ist, welches absperrbar ist.
1 1 . Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Absperrorgan elektrisch ansteuerbar ist.
12. Fahrzeug nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Absperrorgan in einem Zustand, in dem an dem zweiten Absperrorgan (6) eine elektrische Spannung anliegt, geöffnet und in einem spannungslosen Zustand geschlossen ist.
13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (1 ) einen Hochdruckbefüllanschluss (4) aufweist, der, in Strömungsrichtung des Kältemittels betrachtet, nach dem Gaskühler (3) angeordnet ist.
14. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Hochdruckbefüllanschluss (4) und dem Expansionsorgan (6) befindlicher erster Abschnitt des Kältemittelkreislaufs (1) über einen inneren Wärmetauscher (5) thermisch mit einem zwischen dem Akkumulator (10) und dem Verdichter (2) befindlichen zweiten Abschnitt des Kältemittelkreislaufs (1 ) gekoppelt ist.
15. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Fahrzeug mit Frontmotor ist, wobei der Gaskühler bzw. Kondensator (3) in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorderhalb des Antriebsmotors (12) in einem Motorraum (13) des Fahrzeugs angeordnet ist.
16. Fahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (7) in einem hinterhalb des Antriebsmotors (12) befindlichen, durch eine Stirnwand (15) vom Motorraum (13) getrennten Fahrgastraum (14) des Fahrzeugs angeordnet ist.
17. Fahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (15) einen Durchgang (18) aufweist, durch den sich eine Vorlaufleitung (16) und eine Rücklaufleitung (17) des Kältemittelkreislaufs (1 ) erstreckt.
18. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Absperrorgane (6, 8) in einem Bereich seitlich neben dem Antriebsmotor (20) angeordnet sind.
19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (1 ) ein von C02 durchströmter Kältemittelkreislauf ist.
20. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verdichter (2) und dem Gaskühler oder Kondensator (3) ein Druck- und/oder Temperatursensor angeordnet ist.
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