WO2016150717A1 - Verfahren zum enteisen eines wärmeübertragers einer klimatisierungseinrichtung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2016150717A1
WO2016150717A1 PCT/EP2016/055129 EP2016055129W WO2016150717A1 WO 2016150717 A1 WO2016150717 A1 WO 2016150717A1 EP 2016055129 W EP2016055129 W EP 2016055129W WO 2016150717 A1 WO2016150717 A1 WO 2016150717A1
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heat exchanger
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icing
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Jan-Christoph ALBRECHT
Cartsten WACHSMUTH
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for deicing a heat exchanger designed as an air / refrigerant or air / coolant heat exchanger
  • Air conditioning device of a motor vehicle the
  • Automotive air conditioning devices also referred to herein as air conditioning systems, typically include a refrigerant circuit having one compressor, one condenser / gas cooler, one expansion device, and one evaporator downstream of one another in the flow direction.
  • refrigerant is compressed in the compressor, causing it to heat up.
  • the refrigerant is cooled and liquefied, wherein the refrigerant heat is removed, which is usually dissipated via a condenser / gas cooler secondary flowing through waste heat air stream.
  • a relaxation of the cooled, liquid refrigerant which is then evaporated in the evaporator, wherein it absorbs heat from the environment takes place.
  • the evaporator is typically
  • Air conditioning devices are known in which not designed as an air / refrigerant heat exchanger evaporator, but a secondary, designed as an air / coolant heat exchanger heat exchanger is flowed through by the airflow to be introduced into the passenger compartment. Both variants can be the subject of the present invention. In the following, therefore, for the sake of simplicity, only “heat exchanger” is used. Should a different heat exchanger be meant in an individual case, this is made sufficiently clear in the context. If the surface temperature of the heat exchanger through which air flows is below the dew point temperature of the air (depending on its temperature and moisture content), condensation moisture forms on the heat exchanger. This has on the one hand the positive effect of drying the subsequently introduced into the passenger compartment air; On the other hand, this also results in an unwanted moisture accumulation on the outer surface of the heat exchanger.
  • Heat exchanger is operated at operating temperatures below 0 ° C, the resulting condensate freezes directly on the heat exchanger surface.
  • the air conditioning alternately in a working interval, as described above, and a subsequent defrosting interval, wherein the heat exchanger is still flowed through by the secondary side (warm) air flow, but he did not use the refrigerant evaporation during the defrosting interval becomes.
  • the warm air stream can therefore be used for de-icing and drying of the heat exchanger surface.
  • the problem is the associated moisture entry into the passenger compartment.
  • the basic idea of the invention is to provide the defrosting intervals required by the low operating temperatures of the heat exchanger and the
  • Ventilation intervals which are required to avoid an excessive increase in the carbon dioxide content in the passenger compartment air, to synchronize with each other. Functionally, de-icing intervals and ventilation intervals initially have nothing to do with each other.
  • said deicing intervals are exclusive to systems with
  • the invention is thus based on the knowledge that one and the same measure, which serves completely different purposes in the mentioned different contexts, can be assigned a double function in order to achieve a synergy effect.
  • Said measure consists in the operation of the air flow provenance adjusting means in their fresh air position.
  • Ventilation interval serves the purpose of air exchange in the passenger compartment to reduce the carbon dioxide content.
  • the de-icing interval serves to utilize a warm fresh air flow rather than a much cooler, preconditioned recirculating air stream to defrost the ice formed on the surface of the heat exchanger.
  • This means, that the increase in efficiency of the air conditioner remains through the basically known switching between fresh air operation and recirculation operation of the air flow provenance setting means;
  • avoidance of an excessive increase in the carbon dioxide content persists; and finally, the regular de-icing of the heat exchanger persists.
  • a synergetic advantage of the invention a faster and more efficient defrosting of the heat exchanger results due to the higher
  • Air flow temperature so that the defrosting intervals, which are connected due to the associated reduced cooling effect in the passenger compartment with a temporary loss of comfort can be significantly reduced.
  • a ventilation flap connecting the passenger compartment to the vehicle environment is operated in the open position.
  • venting covers are known and common in motor vehicles. In their passive version, they open purely mechanically when a predetermined overpressure in the passenger compartment occurs.
  • active variants which, for example, are electromechanically controllable. Such a control can with the control of the
  • a measured differential pressure of the air over the heat exchanger can serve as a measure of the icing of the heat exchanger which can be detected by sensors.
  • Time span i. in accordance with a pure time control. This variant is on
  • Air flow provenance setting means is provided from the recirculation to the fresh air, checked whether the quality of the outside air is sufficiently good to be able to answer a purging of the passenger compartment with this air.
  • Air flow provenance setting means is provided from the recirculation to the fresh air, checked whether the quality of the outside air is sufficiently good to be able to answer a purging of the passenger compartment with this air.
  • the switch to the fresh air mode i. on de-icing and ventilation, as planned. Otherwise, the scheduled time may be corrected, i. be postponed to later.
  • Such a balancing may include a quantitative assessment of the criteria to be weighed against each other on the basis of current sensor data or else in appropriate, possibly complex procedural rules without quantitative
  • Figure 1 is a schematic representation of a according to the invention
  • FIG. 1 shows an air conditioning device for a motor vehicle 10 suitable for driving by means of the method according to the invention, of which only the essential components of its air conditioning system 12 and its passenger compartment 14 to be air conditioned are shown roughly schematically.
  • the air conditioner 12 includes a compressor 121 in which refrigerant is compressible.
  • the compressed refrigerant is passed to a condenser / gas cooler 122, typically configured as an air / refrigerant heat exchanger, for liquefaction and cooling.
  • the liquefied and cooled refrigerant is in an expansion device, which may be typically designed as a throttle valve 123, relaxed and evaporated in a downstream evaporator 124.
  • the evaporator 124 is designed as an air / refrigerant heat exchanger, so that an air flow to be explained in more detail below as it flows through the evaporator 124 is cooled due to the evaporation of the refrigerant.
  • the thus cooled air flow 16 is
  • the air flow passing through the evaporator 124 is optionally fed from two different sources. In a
  • the defrosting intervals are used for ventilation of the passenger compartment 14, which is preferably supplied with cooled circulating air 20 outside the defrosting intervals.
  • the efficiency of the cooling is maximized because in the evaporator 124 at Umbuch ein the recirculating air damper 18 only pre-cooled air from the passenger compartment 14 and no much warmer fresh air must be cooled.
  • Switching between working and de-icing intervals can be purely time-controlled. However, it may, preferably, also be based on current sensor measurement data.
  • a control device 24 is provided, which is connected to an icing sensor 26 on the evaporator 124 and to a carbon dioxide sensor 28 in the passenger compartment 14.
  • rules are stored, according to which the recirculating air flap 18 in dependence on the measured data of the

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Enteisen eines als Luft/Kältemittel- oder Luft/Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildeten Wärmeübertragers (124) einer Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs (10), der während eines Arbeitsintervalls, in dem er bei Arbeitstemperaturen unterhalb 0°C betrieben wird, von einem anschließend in eine Fahrgastzelle (14) geleiteten Luftstrom (20, 22; 16) durchströmt wird, wobei sich an seiner äußeren Oberfläche eine Vereisung bildet, und der während eines nachfolgenden Enteisungsintervalls bei Arbeitstemperaturen oberhalb 0°C betrieben und von dem Luftstrom (20, 22; 16) durchströmt wird, sodass die Vereisung wenigstens teilweise abtaut, dadurch gekennzeichnet, dass während des Enteisungsintervalls Luftstromprovenienz-Einstellmittel (18), in deren Umluftstellung der Luftstrom (20; 16) überwiegend aus der Fahrgastzelle (14) und in deren Frischluftstellung der Luftstrom (22; 16) überwiegend aus der Fahrzeugumgebung bezogen wird, in der Frischluftstellung betrieben werden.

Description

Verfahren zum Enteisen eines Wärmeübertragers einer Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Enteisen eines als Luft/Kältemittel- oder Luft/Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildeten Wärmeübertragers einer
Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, der
- während eines Arbeitsintervalls, in dem er bei Arbeitstemperaturen unterhalb 0°C
betrieben wird, von einem anschließend in eine Fahrgastzelle geleiteten Luftstrom durchströmt wird, wobei sich an seiner äußeren Oberfläche eine Vereisung bildet, und der
- während eines nachfolgenden Enteisungsintervalls bei Arbeitstemperaturen oberhalb 0°C betrieben und von dem Luftstrom durchströmt wird, sodass die Vereisung wenigstens teilweise abtaut.
Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus der DE 10 2014 207 278 A1 .
Klimatisierungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge, hier synonym auch als Klimaanlagen angesprochen umfassen typischerweise einen Kältemittelkreis, der in Strömungsrichtung hintereinander einen Kompressor, einen Kondensator/Gaskühler, ein Entspannungsorgan und einen Verdampfer aufweist. Während des Kühlbetriebs wird Kältemittel im Kompressor verdichtet, wobei es sich erhitzt. Im nachgeschalteten Kondensator/Gaskühler wird das Kältemittel gekühlt und verflüssigt, wobei dem Kältemittel Wärme entzogen wird, die meist über einen den Kondensator/Gaskühler sekundärseitig durchströmenden Abwärme- Luftstrom abgeführt wird. Im nachfolgenden Entspannungsorgan erfolgt eine Entspannung des gekühlten, flüssigen Kältemittels, welches dann im Verdampfer verdampft wird, wobei es Wärme aus der Umgebung aufnimmt. Hierzu wird der Verdampfer typischerweise
sekundärseitig von einem Luftstrom durchströmt, der dadurch abgekühlt und als Kühlstrom in die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs eingeleitet wird. Es sind auch
Klimatisierungseinrichtungen bekannt, bei denen nicht ein als Luft/Kältemittel- Wärmeübertrager ausgebildeter Verdampfer, sondern ein sekundärer, als Luft/Kühlmittel- Wärmetauscher ausgebildeter Wärmetauscher von dem in die Fahrgastzelle einzuleitenden Luftstrom durchströmt wird. Beide Varianten können Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein. Im Folgenden wird daher der Einfachheit halber nur von "dem Wärmeübertrager" gesprochen. Sollte im Einzelfall ein anderer Wärmeübertrager gemeint sein, ist dies im Kontext hinreichend kenntlich gemacht. Liegt die Oberflächentemperatur des luftdurchströmten Wärmeübertragers unterhalb der Taupunkttemperatur der Luft (abhängig von deren Temperatur und Feuchtegehalt), bildet sich dabei am Wärmeübertrager Kondensfeuchtigkeit. Dies hat zum einen den positiven Effekt einer Trocknung der im Anschluss in die Fahrgastzelle eingeleiteten Luft; andererseits resultiert hieraus auch eine unerwünschte Feuchtigkeitsansammlung an der äußeren Oberfläche des Wärmeübertragers.
Aus der US 2316/0074528 A1 ist es bekannt, die als Kondenswasser anfallende
Kondensfeuchtigkeit über spezielle Kanäle abfließen zu lassen und diese Kanäle bei kalten Außentemperaturen zur Vermeidung des Einfrierens des Kondenswassers zu beheizen, um einer Verstopfung der Kanäle vorzubeugen.
Im Fall, dass, wie bei der oben genannten, gattungsbildenden Druckschrift, der
Wärmeübertrager bei Arbeitstemperaturen unter 0°C betrieben wird, gefriert das anfallende Kondenswasser unmittelbar an der Wärmeübertrageroberfläche. Hier ist es bekannt, die Klimaanlage abwechselnd in einem Arbeitsintervall, wie oben beschrieben, und einem nachfolgenden Enteisungsintervall zu betreiben, bei dem der Wärmeübertrager nach wie vor von dem sekundärseitigen (warmen) Luftstrom durchströmt wird, wobei er während des Enteisungsintervall jedoch nicht zur Kältemittelverdampfung eingesetzt wird. Der warme Luftstrom kann daher zur Enteisung und Trocknung der Wärmeübertrageroberfläche genutzt werden. Problematisch ist allerdings der damit verbundene Feuchtigkeitseintrag in die Fahrgastzelle.
Aus der DE 10 2009 028 522 A1 ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mit Umluftklappen oder allgemeiner mit Luftstromprovenienz-Einstellmitteln zu versehen, mittels derer der in der Klimaanlage zu temperierende und im Anschluss in die Fahrgastzelle einzublasende Luftstrom entweder im Umluftbetrieb aus der Fahrgastzelle selbst oder im Frischluftbetrieb aus der Fahrzeugumgebung bezogen werden kann. Dies dient der Effizienzsteigerung der Klimaanlage, die im Umluftbetrieb statt einer Vollkonditionierung sehr warmer Außenluft nur bereits vorkonditionierte Luft aus der Fahrgastzelle nachkonditionieren muss. Allerdings ist es in der Regel erforderlich, mit gelegentlichen Lüftungsintervallen, in denen die
Luftstromprovenienz-Einstellmittel im Frischluftbetrieb betrieben werden, einen wenigstens teilweisen Luftaustausch vorzunehmen, um einen zu starken Anstieg des
Kohlendioxidgehaltes in der Fahrgastzellenluft zu vermeiden. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage zur Verfügung zu stellen, das bei Beibehaltung einer hohen Leistungseffizienz die Folgen des Feuchtigkeitseintrags in die Fahrgastzelle abmildert.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass während des Enteisungsintervalls ein Luftstromprovenienz- Einstellorgan, in dessen Umluftstellung der Luftstrom überwiegend aus der Fahrgastzelle und in dessen Frischluftstellung der Luftstrom überwiegend aus der Fahrzeugumgebung bezogen wird, in der Frischluftstellung betrieben wird. Die Begriffe "Umluftstellung" und "Frischluftstellung" sowie die nachfolgend verwendeten Begriffe "Umluftbetrieb" und
"Frischluftbetrieb" sind dabei weit zu verstehen und bezeichnen jeweils Stellung des
Luftstromprovenienz-Einstellorgans bzw. des resultierenden Betriebs der Klimaanlage, bei der/dem überwiegend Umluft bzw. überwiegend Frischluft in die Fahrgastzelle eingetragen wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, die Enteisungsintervalle, die aufgrund der niedrigen Arbeitstemperaturen des Wärmeübertragers erforderlich sind und die
Lüftungsintervalle, die zur Vermeidung eines zu starken Anstiegs des Kohlendioxidgehaltes in der Fahrgastzellenluft erforderlich sind, miteinander zu synchronisieren. Funktional haben Enteisungsintervalle und Lüftungsintervalle zunächst nichts miteinander zu tun.
Insbesondere sind besagte Enteisungsintervalle ausschließlich bei Systemen mit
Wärmeübertrager-Arbeitstemperaturen unter dem Gefrierpunkt erforderlich und von dem Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Luftstromprovenienz-Einstellmitteln völlig unabhängig. Dem gegenüber sind besagte Lüftungsintervalle ausschließlich bei Systemen mit Luftstromprovenienz-Einstellmitteln und deren oben erläuterter Nutzung zur
Effizienzsteigerung einer Klimaanlage erforderlich und von der Arbeitstemperatur des Wärmeübertragers vollkommen unabhängig. Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass ein und derselben Maßnahme, die in den genannten, unterschiedlichen Kontexten völlig unterschiedlichen Zwecken dient, zur Erzielung eines Synergieeffektes eine Doppelfunktion zugewiesen werden kann. Besagte Maßnahme besteht im Betrieb der Luftstromprovenienz-Einstellmittel in ihrer Frischluftstellung. Im Kontext eines
Lüftungsintervalls dient sie dem Zweck des Luftaustauschs in der Fahrgastzelle zur Senkung des Kohlendioxidgehaltes. Im Kontext des Enteisungsintervalls dient sie der Nutzung eines warmen Frischluftstroms anstelle eines deutlich kühleren, vorkonditionierten Umluftstroms zum Abtauen des an der Oberfläche des Wärmeübertragers gebildeten Eises. Dies bedeutet, dass die Effizienzsteigerung der Klimaanlage durch die grundsätzlich bekannte Umschaltung zwischen Frischluftbetrieb und Umluftbetrieb der Luftstromprovenienz-Einstellmittel bestehen bleibt; zugleich bleibt die Vermeidung eines zu hohen Anstiegs des Kohlendioxidgehaltes bestehen; und schließlich bleibt die regelmäßige Enteisung des Wärmeübertragers bestehen. Als synergetisches Plus der Erfindung ergibt sich jedoch zusätzlich eine schnellere und effizientere Enteisung des Wärmeübertragers aufgrund der höheren
Luftstromtemperatur, sodass die Enteisungsintervalle, die aufgrund der damit verbundenen, reduzierten Kühlwirkung in der Fahrgastzelle mit einer temporären Komforteinbuße verbunden sind, deutlich verkürzt werden können.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass während des Entfeuchtungsintervalls eine die Fahrgastzelle mit der Fahrzeugumgebung verbindende Entlüftungsklappe in Offenstellung betrieben wird. Derartige Entlüftungskiappen sind bei Kraftfahrzeugen bekannt und üblich. In ihrer passiven Version öffnen sie rein mechanisch bei Anstehen eines vorgegebenen Überdrucks in der Fahrgastzelle. Es sind jedoch auch aktive Varianten bekannt, die bspw. elektromechanisch ansteuerbar sind. Eine derartige Ansteuerung kann mit der Ansteuerung der
Luftstromprovenienz-Einstellmittel derart gekoppelt sein, dass die Entlüftungsklappe im Umluftbetrieb geschlossen und im Frischluftbetrieb geöffnet ist, um den Aufbau eines komfortmindernden Überdrucks in der Fahrgastzelle zu vermeiden.
Bezüglich des die kombinierten Enteisungs- und Lüftungsintervalle auslösenden Kriteriums stehen dem Fachmann mehrere Optionen zur Wahl. Bei einer ersten bevorzugten
Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Umstellung von einem Arbeits- bzw.
Umluftintervall zu dem anschließenden Enteisungs- bzw. Lüftungsintervall in Abhängigkeit von einem sensorisch erfassten Vereisungsgrad des Wärmeübertragers erfolgt. Diese Verfahrensvariante steht somit unter dem Primat der Kühlungsoptimierung. Die
Notwendigkeit der Enteisung des Wärmeübertragers gibt hier den Takt für die
Intervallumschaltung vor.
Als sensorisch erfassbares Maß für die Vereisung des Wärmeübertragers kann bspw. ein gemessener Differenzdruck der Luft über dem Wärmeübertrager dienen.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist hingegen vorgesehen, dass die
Umstellung von einem Arbeits- bzw. Umluftintervall zu dem anschließenden Enteisungs- bzw. Lüftungsintervall in Abhängigkeit von einem sensorisch erfassten Kohlendioxidgehalt der Luft der Fahrgastzelle erfolgt. Diese Verfahrensvariante steht unter dem Primat der Atmosphärenoptimierung in der Fahrgastzelle. Hier gibt die Notwendigkeit der Fahrgastzellenlüftung den Takt für die Intervallumschaltung vor.
Schließlich ist auch denkbar, dass eine Umstellung von einem Arbeitsintervall zu dem anschließenden Enteisungsintervall in Abhängigkeit vom Ablauf einer vorgegebenen
Zeitspanne, d.h. gemäß einer reinen Zeitsteuerung, erfolgt. Diese Variante ist am
einfachsten und kostengünstigsten zu realisieren.
Selbstverständlich ist es möglich, die auf eine der vorgenannten Weisen bestimmten
Zeitpunkte für die Intervallumschaltung bei Bedarf zu korrigieren. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein nach vorgegebenen Kriterien vorgesehener Zeitpunkt für die Umschaltung von einem Arbeitsintervall zu dem anschließenden Enteisungsintervall in Abhängigkeit von einem Ergebnis einer unmittelbar vor dem vorgesehenen Zeitpunkt durchgeführten Luftqualitätsmessung der Luft der Fahrzeugumgebung korrigiert wird. Bei dieser Variante wird also zu dem Zeitpunkt, für den eine Umschaltung der
Luftstromprovenienz-Einstellmittel vom Umluft- auf den Frischluft vorgesehen ist, geprüft, ob die Qualität der Außenluft hinreichend gut ist, um eine Spülung der Fahrgastzelle mit dieser Luft verantworten zu können. Insbesondere in Stausituationen oder bei Tunneldurchfahrten kann es sein, dass eine Spülung mit der Außenluft die Luft in der Fahrgastzelle
verschlechtert, anstatt, wie eigentlich beabsichtigt, zu verbessern. Wird bei einer solchen Qualitätsprüfung festgestellt, dass die Außenluft vorgegebene Qualitätskriterien erfüllt, kann die Umschaltung auf den Frischluftbetrieb, d.h. auf Enteisung und Lüftung, wie geplant vollzogen werden. Anderenfalls kann der vorgesehene Zeitpunkt korrigiert, d.h. auf später verschoben werden.
Ebenso ist denkbar, dass die Umschaltung auf den Frischluftbetrieb, d.h. auf Enteisung und Lüftung, vorgezogen wird, wenn bei noch unvollständiger Vereisung des Wärmeübertragers eine gute Außenluftqualität detektiert wird, für die nähere Zukunft, wenn die vollständige Vereisung zu erwarten ist, aber z.B. auf Basis von Verkehrssituations- oder
Navigationsinformationen schlechte Außenluftqualitäten (Stau, Tunneldurchfahrt, ...) zu erwarten sind.
Der Fachmann wird erkennen, dass die mit einer solchen Verschiebung jeweils verbundenen Nachteile, insbesondere der Komfortverlust durch Leistungsreduzierung des vereisten Wärmeübertragers und / oder des übergebührlichen Anstiegs des Kohlendioxidgehaltes in der Fahrgastzelle und/oder gesteigerter Energieverbrauch durch häufigeren Frischluftbetrieb, jeweils mit den Nachteilen des Frischluftbetriebs trotz suboptimaler Außenluftqualität abgewogen werden müssen. Eine solche Abwägung kann eine quantitative Bewertung der gegeneinander abzuwägenden Kriterien auf Basis aktueller Sensordaten umfassen oder aber in geeigneten, ggf. komplexen Verfahrensregeln ohne quantitative
Sensordatenauswertung hinterlegt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren ansteuerbaren Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Figur 1 zeigt eine zur Ansteuerung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Klimatisierungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug 10, von dem lediglich die wesentlichen Komponenten seiner Klimaanlage 12 und seiner zu klimatisierenden Fahrgastzelle 14 grob schematisch dargestellt sind. Die Klimaanlage 12 umfasst einen Kompressor 121 , in welchem Kältemittel komprimierbar ist. Das komprimierte Kältemittel wird zur Verflüssigung und Abkühlung an einen typischerweise als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager ausgebildeten Kondensator/Gaskühler 122 geleitet. Das verflüssigte und abgekühlte Kältemittel wird in einem Entspannungsorgan, welches typischerweise als Drosselventil 123 ausgebildet sein kann, entspannt und in einem nachgeschalteten Verdampfer 124 verdampft. Der Verdampfer 124 ist als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager ausgebildet, sodass ein nachfolgend noch näher zu erläuternder Luftstrom bei Durchströmung des Verdampfers 124 aufgrund der Verdampfung des Kältemittels abgekühlt wird. Der so gekühlte Luftstrom 16 wird
anschließend in die Fahrgastzelle 14 eingeblasen. Gespeist wird der den Verdampfer 124 durchsetzende Luftstrom wahlweise aus zwei unterschiedlichen Quellen. In einer
sogenannten Umluftstellung eines bei der gezeigten Ausführungsform als Umluftklappe 18 ausgebildeten Luftstromprovenienz-Einstellmittels wird Luft aus der Fahrgastzelle 14 bezogen, wie durch den Umluftpfeil 20 angedeutet. In einer sogenannten Frischluftstellung der Umluftklappe 18 wird hingegen Luft aus der Fahrzeugumgebung angesaugt, wie durch den Frischluftpfeil 22 angedeutet. Die Umluft 20 hat dabei im Wesentlichen die Temperatur des Fahrgastzellen-Inneren. Die Frischluft 22 hat im Wesentlichen die Temperatur der Fahrzeugumgebung, die im typischen Kühlfall, d.h. bei sommerlichen Außentemperaturen, deutlich höher liegt als die Fahrgastzellenluft. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verdampfer 124 bei Arbeitstemperaturen unter 0°C betrieben. Daher fällt Feuchtigkeit, die aus dem zugeführten Luftstrom 20, 22 auskondensiert, in Form einer Vereisung der äußeren
Verdampferoberfläche an. Dies führt auf die Dauer zu einer Behinderung des
Luftdurchsatzes durch den Verdampfer 124, sodass regelmäßige Enteisungsintervalle initiiert werden müssen, während derer im Verdampfer 124 kein Kältemittel verdampft wird, der Verdampfer 124 jedoch weiter mit Luft durchströmt wird. Dabei erfolgt die Enteisung besonders effizient, je höher die Temperatur des zugeführten Luftstroms ist. Folglich wird erfindungsgemäß während der Vereisungsintervalle die Umluftklappe 18 auf Frischluftbetrieb gestellt.
Zugleich werden die Enteisungsintervalle zur Lüftung der Fahrgastzelle 14 genutzt, die außerhalb der Enteisungsintervalle vorzugsweise mit gekühlter Umluft 20 versorgt wird. Hierdurch wird die Effizienz der Kühlung maximiert, da im Verdampfer 124 bei Umluftstellung der Umluftklappe 18 nur bereits vorgekühlte Luft aus der Fahrgastzelle 14 und keine deutlich wärmere Frischluft gekühlt werden muss.
Die Umschaltung zwischen Arbeits- und Enteisungsintervallen kann rein zeitgesteuert erfolgen. Sie kann jedoch, bevorzugt, auch auf Basis aktueller Sensormessdaten erfolgen. So ist bei der gezeigten Ausführungsform eine Steuereinrichtung 24 vorgesehen, die mit einem Vereisungssensor 26 am Verdampfer 124 und mit einem Kohlendioxid-Sensor 28 in der Fahrgastzelle 14 verbunden ist. In einem Speicher der Steuereinrichtung 24 sind Regeln hinterlegt, nach denen die Umluftklappe 18 in Abhängigkeit von den Messdaten der
Sensoren 26, 28 zwischen ihrer Umluftstellung und ihrer Frischluftstellung hin und her geschaltet wird.
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere können die speziellen Regeln und Kriterien, nach denen die Umschaltung zwischen der Umluftstellung und der Frischluftstellung der Luftstromprovenienz-Einstellmittel erfolgt, vom Fachmann in Ansehung des Einzelfalls und gemäß einer weiten Bandbreite an Klimatisierungsphilosophien gewählt werden. Bezugszeichenliste
Kraftfahrzeug
Klimaanlage
Kompressor
Kondensator/Gaskühler
Drosselventil
Verdampfer
Fahrgastzelle
Luftstrom
Umluftklappe
Umluftpfeil
Frischluftpfeil
Steuereinrichtung
Vereisungssensor
Kohlendioxidsensor

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Enteisen eines als Luft/Kältemittel- oder Luft/Kühlmittel- Wärmeübertrager ausgebildeten Wärmeübertragers (124) einer
Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs (10), der
- während eines Arbeitsintervalls, in dem er bei Arbeitstemperaturen unterhalb 0°C betrieben wird, von einem anschließend in eine Fahrgastzelle (14) geleiteten Luftstrom (20, 22; 16) durchströmt wird, wobei sich an seiner äußeren Oberfläche eine Vereisung bildet, und der
- während eines nachfolgenden Enteisungsintervalls bei Arbeitstemperaturen oberhalb 0°C betrieben und von dem Luftstrom (20, 22; 16) durchströmt wird, sodass die Vereisung wenigstens teilweise abtaut,
dadurch gekennzeichnet, dass
während des Enteisungsintervalls Luftstromprovenienz-Einstellmittel (18), in deren Umluftstellung der Luftstrom (20; 16) überwiegend aus der Fahrgastzelle (14) und in deren Frischluftstellung der Luftstrom (22; 16) überwiegend aus der
Fahrzeugumgebung bezogen wird, in der Frischluftstellung betrieben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass während des Enteisungsintervalls eine die Fahrgastzelle (14) mit der
Fahrzeugumgebung verbindende Entlüftungsklappe in Offenstellung betrieben wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Umstellung von einem Arbeitsintervall zu dem anschließenden
Enteisungsintervall in Abhängigkeit von einem sensorisch erfassten Vereisungsgrad des Wärmeübertragers (124) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein gemessener Differenzdruck des Luftstaudrucks zwischen zwei Positionen vor und hinter dem Wärmeübertrager (124) als Maß für die Vereisung (124) des
Wärmeübertragers dient.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Umstellung von einem Arbeitsintervall zu dem anschließenden
Enteisungsintervall in Abhängigkeit von einem sensorisch erfassten Kohlendioxidgehalt der Luft der Fahrgastzelle (14) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Umstellung von einem Arbeitsintervall zu dem anschließenden
Enteisungsintervall in Abhängigkeit vom Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein nach vorgegebenen Kriterien vorgesehener Zeitpunkt für eine Umstellung von einem Arbeitsintervall zu dem anschließenden Enteisungsintervall in Abhängigkeit von einem Ergebnis einer unmittelbar vor dem vorgesehenen Zeitpunkt durchgeführten Luftqualitätsmessung der Luft der Fahrzeugumgebung korrigiert wird.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019121865B4 (de) * 2019-08-14 2022-02-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern eines Kältemittelkreislaufs eines Kraftfahrzeuges und Kraftfahrzeug
IT201900022494A1 (it) * 2019-11-29 2021-05-29 Cnh Ind Italia Spa Sistema migliorato di aria condizionata per un veicolo

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4086779A (en) * 1977-01-25 1978-05-02 Lewis Roswell E Refrigeration defrosting
DE4102485A1 (de) * 1991-01-29 1992-07-30 Bayerische Motoren Werke Ag Betriebsverfahren fuer eine fahrzeug-klimaanlage
US20050262853A1 (en) * 2004-05-25 2005-12-01 Salim Munther M Automotive hvac system and method of operating same utilizing evaporator freezing
US20070074528A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 Thermo King Corporation Temperature control system and method of operating same
DE102009028522A1 (de) 2009-08-13 2011-05-26 Visteon Global Technologies, Inc., Van Buren Township Kompakte Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
DE102014207278A1 (de) 2013-06-08 2014-12-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu deren Betrieb

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT350622B (de) * 1977-07-25 1979-06-11 Friedmann Kg Alex Klima- oder luftheizungsanlage fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge
DE102011013856B4 (de) * 2011-03-14 2013-08-08 Audi Ag Vorrichtung und Verfahren zur veränderlichen Anströmung eines Wärmetauschermoduls
US9150132B2 (en) * 2011-06-13 2015-10-06 Ford Global Technologies, Llc Vehicle comfort system with efficient coordination of complementary thermal units
DE102013217248B4 (de) * 2013-08-29 2015-05-28 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Verfahren zur Kühlung von Luft für den Fahrgastraum eines Fahrzeuges
EP3191134B1 (de) 2014-09-12 2019-11-20 Genentech, Inc. Anthracyclindisulfidzwischenprodukte, antikörper-wirkstoff-konjugate und verfahren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4086779A (en) * 1977-01-25 1978-05-02 Lewis Roswell E Refrigeration defrosting
DE4102485A1 (de) * 1991-01-29 1992-07-30 Bayerische Motoren Werke Ag Betriebsverfahren fuer eine fahrzeug-klimaanlage
US20050262853A1 (en) * 2004-05-25 2005-12-01 Salim Munther M Automotive hvac system and method of operating same utilizing evaporator freezing
US20070074528A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 Thermo King Corporation Temperature control system and method of operating same
DE102009028522A1 (de) 2009-08-13 2011-05-26 Visteon Global Technologies, Inc., Van Buren Township Kompakte Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
DE102014207278A1 (de) 2013-06-08 2014-12-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu deren Betrieb

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