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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei der einerseits ein Kälteanlagenbetrieb mit einem Kälteanlagen-Kreislauf und andererseits ein Heiz-/Zuheizbetrieb mit einem Heiz-/Zuheiz-Kreislauf möglich ist. Ein Verdampfer des Kälteanlagen-Kreislaufes und ein dritter Wärmetauscher des Heiz-/Zuheiz-Kreislaufes, die beide im Lufteintritt zu einem Fahrzeuginnenraum angeordnet sind, sind benachbart relativ nah zueinander an einem Innenraum-Lufteintrittsbereich im Fahrzeug angeordnet. Ein für beide Kreisläufe eingesetzter Klimaverdichter (3) ist demgegenüber relativ weit entfernt vom Innenraum-Lufteintrittsbereich im Fahrzeug angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Heiz-/Zuheiz-Saugleitung und die Kälteanlagen-Saugleitung an einem nah zum Innenraum-Lufteintrittsbereich (16) angeordneten Vereinigungsbereich (17) zu einer einzigen Heiz-Kälte-Saugleitung (18) zusammengeführt, dergestalt, dass vom Vereinigungsbereich (17) zum Klimaverdichter (3) die Heiz-Kälte-Saugleitung (18) sowohl im Kälteanlagenbetrieb als auch im Heiz-/Zuheiz-Betrieb als gemeinsame Saugleitung nutzbar ist.
    公开号:DE102004003504A1
    申请号:DE102004003504
    申请日:2004-01-23
    公开日:2005-08-18
    发明作者:Hans Hammer；Christian Rebinger；Dirk Schroeder
    申请人:Audi AG；
    IPC主号:B60H1-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesonderefür einKraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    [0002] Eineaus der DE 102 03293 A1 bekannte, gattungsgemäße Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug weistwenigstens einen Klimaverdichter, wenigstens einen ersten Wärmetauscher,wenigstens ein erstes und ein zweites Expansionsorgan und wenigstenseinen zweiten und einen dritten, jeweils im Lufteintritt in denFahrzeuginnenraum angeordneten Wärmetauscherauf, die entsprechend angeordnet und durch Arbeitsmittelleitungenfür einenArbeitsmittelkreislauf verbunden sind. Des weiteren ist wenigstensein Schaltelement in den Arbeitsmittelleitungen vorgesehen, vorzugsweisean einem Klimaverdichter-Auslass,mit dem die Klimaanlage von einem Kälteanlagenbetrieb in einenHeiz-/Zuheizbetrieb und umgekehrt umschaltbar ist. Im Kälteanlagenbetriebist der Arbeitsmittelkreislauf als Kälteanlagen-Kreislauf so geführt, dassder Reihe nach in Fließrichtungdes Arbeitsmittels der wenigstens eine Klimaverdichter, der wenigstenseine erste Wärmetauscherals Gaskühler,das erste Expansionsorgan und der zweite Wärmetauscher als Verdampferdurchströmbarsind. Dabei ist die wenigstens eine Arbeitsmittelleitung nach demVerdampfer durch eine Kälteanlagen-Saugleitunggebildet. Im Heiz-/Zuheizbetrieb ist der Arbeitsmittelkreislaufals Heiz-/Zuheiz-Kreislauf so geführt, dass der Reihe nach inFließrichtungdes Arbeitsmittels der wenigstens eine Klimaverdichter, das zweite Expansionsorganund der dritte Wärmetauscher durchströmbar sind.
    [0003] Dabeiist die wenigstens eine Arbeitsmittelleitung nach dem dritten Wärmetauscherdurch eine Heiz-/Zuheiz-Saugleitung gebildet. Der Verdampfer undder dritte Wärmetauschersind benachbart relativ nah zueinander an einem Innenraum-Lufteintrittsbereichim Fahrzeug angeordnet. Der Klimaverdichter ist demgegenüber relativweit entfernt vom Innenraum-Lufteintrittsbereich im Fahrzeug angeordnet.
    [0004] Konkretkann eine derart ausgeführteKlimaanlage sowohl zum Kühlenals auch zum Heizen bzw. Zuheizen des Fahrzeuginnenraums des Kraftfahrzeugeseingesetzt werden. Mit dem Schaltelement kann eine Veränderungder Strömungsrichtungdes Arbeitsmittels erzielt werden, so dass entsprechend der Kälteanlagenbetrieboder der Heiz-/Zuheizbetrieb eingeschalten sind. Der Heiz-/Zuheiz-Kreislauf isthier als sog. Dreiecksprozess aufgebaut. Da sowohl der Verdampferals auch der dritte Wärmetauscherim Lufteintritt in den Fahrzeuginnenraum angeordnet sind, werdensie üblicherWeise benachbart relativ nah zueinander an einem Innenraum-Lufteintrittsbereichim Fahrzeug angeordnet. Der Klimaverdichter wird regelmäßig beispielsweise über einen Riementriebmittels der Brennkraftmaschine angetrieben, so dass eine brennkraftmaschinennaheAnordnung des Klimaverdichters im Fahrzeug vorteilhaft ist. Darausfolgend sind die am Innenraum-Lufteintrittsbereich angeordnetenBauteile Verdampfer und dritter Wärmetauscher relativ weit vomKlimaverdichter entfernt, so dass sowohl die vom Verdampfer kommendeKälteanlagen-Saugleitung als auchdie vom dritten Wärmetauscherkommende Heiz-/Zuheiz-Saugleitungbezüglichihrer Längenabmessung entsprechendgroß dimensioniertsind.
    [0005] Aufgabeder Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Klimaanlage so weiterzubilden,dass auf einfache Weise ein funktionssicherer Betrieb der Klimaanlagemöglichist.
    [0006] DieseAufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
    [0007] Gemäß Anspruch1 sind die Heiz-/Zuheiz-Saugleitung und die Kälteanlagen-Saugleitung an einem nah zum Innenraum-Lufteintrittsbereichangeordneten Vereinigungsbereich zu einer einzigen Heiz-Kälte-Saugleitungzusammengeführt.Dadurch ist vom Vereinigungsbereich zum Klimaverdichter die Heiz-Kälte-Saugleitung sowohl im Kälteanlagenbetriebals auch im Heiz-/Zuheiz-Betriebals gemeinsame Saugleitung nutzbar.
    [0008] Vorteilhaftbei dieser Klimaanlage ist, dass aufgrund der im Kälteanlagenbetriebund im Heiz-/Zuheizbetrieb gemeinsam genutzten Heiz-Kälte-Saugleitungab dem Vereinigungsbereich nur eine einzige Saugleitung notwendigist, wobei demgegenüberbeim gattungsgemäßen Standder Technik zwei separate Leitungen, nämlich die Kälteanlagen-Saugleitung unddie Heiz-/Zuheiz-Saugleitung,jeweils vom Verdampfer bzw. vom dritten Wärmetauscher komplett bis zumKlimaverdichter geführtwerden müssen.Dadurch kann eine Saugleitung entfallen, was sich einerseits positivauf das Gewicht der Klimaanlage und andererseits positiv auf dieKosten der Klimaanlage auswirkt. Des weiteren wird mit nur diesereinen Heiz-Kälte-Saugleitungder im Motorraum oftmals begrenzte Bauraum weniger beansprucht. Bezüglich deran die Klimaanlage gestellten Forderungen hinsichtlich Funktionund Wirkungsweise werden durch die Verwendung der Heiz-Kälte-Saugleitungkeine Änderungenerhalten. Je näherder Vereinigungsbereich, in dem die Heiz-/Zuheiz-Saugleitung unddie Kälteanlagen-Saugleitungzusammengeführt sind,am Innenraum-Lufteintrittsbereich,in dem der Verdampfer und der dritte Wärmetauscher benachbart relativnah zueinander angeordnet sind, umso kürzer sind die einzelnen Saugleitungenvon den Auslässendes Verdampfers bzw. des dritten Wärmetauschers und umso länger undsomit vorteilhafter für diegesamte Klimaanlage, insbesondere für die gesamte Bauraumsituationim Motorraum, ist die Heiz-Kälte-Saugleitung.
    [0009] Ineiner besonders bevorzugten Ausführungsformgemäß Anspruch2 kann der Verdampfer und der dritte Wärmetauscher zusammen in einem Belüftungsgehäuse alsKlimagerätangeordnet sein, das im Innenraum-Lufteintrittsbereich im Fahrzeug angeordnetist. Durch die Zusammenfassung von Verdampfer und dritten Wärmetauscherim Klimagerätist eine Baueinheit geschaffen, die vorteilhaft einfach an einemLufteintritt in den Fahrzeuginnenraum als Innenraum-Lufteintrittsbereichangeordnet werden kann.
    [0010] Ineiner Weiterbildung gemäß Anspruch3 kann der Vereinigungsbereich innerhalb des Klimagerätes angeordnetsein. Damit ist der Vereinigungsbereich geschützt innerhalb des Klimagerätes aufgenommen,wobei bei einer solchen Anordnung des Vereinigungsbereichs zudemvorteilhaft kurze Wege vom Verdampfer bzw. vom dritten Wärmetauscher zumVereinigungsbereich vorliegen. Zudem muss nur die Heiz-Kälte-Saugleitungaus dem Klimagerät herausin Richtung zum Klimaverdichter geführt werden. Grundsätzlich istaber auch eine Anordnung des Vereinigungsbereiches außerhalbdes Klimagerätes, aberimmer noch nah zum Klimagerät,denkbar.
    [0011] Ineiner nächstenAusführungsformgemäß Anspruch4 kann zudem wenigstens ein Heizungs-Wärmetauscher im Klimagerät angeordnet sein.Dadurch kann die von der Brennkraftmaschine des Fahrzeuges produzierteAbwärme über das Kühlwasserder Brennkraftmaschine im Heizungs-Wärmetauscher an die Luft, diein Richtung Fahrzeuginnenraum durch das Klimagerät strömt, abgegeben werden für ein Aufheizenbzw. Heizen des Fahrzeuginnenraums. Somit sind alle im Innenraum-Lufteintrittsbereichnotwendigen Komponenten fürdiese beispielhaft ausgeführteKlimaanlage mit separater Heizung im Klimagerät angeordnet, so dass je nachEinstellung durch den Fahrzeuginsassen die durch das Klimagerät zum FahrzeuginnenraumströmendeLuft mittels dem Verdampfer gekühlt,mittels des dritten Wärmetauschersoder mittels des Heizungs-Wärmetauscherserwärmtwerden kann, wobei eine Erwärmungmittels dem dritten Wärmetauscherauch bei noch nicht warmer Brennkraftmaschine möglich ist. In einem beispielhaften Betriebsszenarioder Klimaanlage mit separater Heizung wird somit bei einem Kaltstartder Brennkraftmaschine ein Zuheizen mit der Klimaanlage im Heiz-/Zuheizbetrieb über dendritten Wärmetauscher erfolgenund bei erwärmterBrennkraftmaschine ein Heizeffekt über den Heizungs-Wärmetauscherunter Ausnutzung der Abwärmeder Brennkraftmaschine erfolgen. Dabei kann die Klimaanlage vorteilhaftwieder abgeschalten werden.
    [0012] Gemäß einerweiteren Ausgestaltung kann nach Anspruch 5 der Vereinigungsbereichdurch ein T-Stückoder ein Umschaltventil oder ein Rückschlagventil gebildet sein.Grundsätzlichist bei der Ausführungbzw. Auslegung des Vereinigungsbereiches darauf zu achten, dasssowohl im Kälteanlagenbetriebals auch im Heiz-/Zuheizbetrieb jeweils ein störungsfreier Arbeitsmittelkreislauferfolgen kann.
    [0013] Ineiner nächstenAusführungsformkann gemäß Anspruch6 der Innenraum-Lufteintrittsbereich nahzum Fahrzeuginnenraum angeordnet sein. Dadurch sind vorteilhaftnur kurze Strömungswegeder Luft von den im Innenraum-Lufteintrittsbereichangeordneten Wärmetauschernzum Fahrzeuginnenraum notwendig. Sind die entsprechenden Wärmetauscher zudemin einem Belüftungsgehäuse alsKlimagerät angeordnet,wird die Montage derselben nah zum Fahrzeuginnenraum vereinfacht.
    [0014] Ineiner Weiterbildung kann gemäß Anspruch7 der Klimaverdichter nah zu einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugesangeordnet sein. Da regelmäßig derKlimaverdichter beispielsweise übereinen Riemen- oder Kettentrieb von der Brennkraftmaschine des Fahrzeugesmit angetrieben werden kann ist dementsprechend eine nahe Anordnungzur Brennkraftmaschine vorteilhaft. Durch den erfindungsgemäßen Einsatzder Heiz-Kälte-Saugleitung istsomit der relativ weite Weg vom fahrzeuginnenraumnahen Innenraum-Lufteintrittsbereichzum brennkraftmaschinennahen Klimaverdichter vorteilhaft mit nureiner einzi gen gemeinsamen Saugleitung für den Kälteanlagenbetrieb und den Heiz-/Zuheizbetrieb ausgelegt.
    [0015] Gemäß einerweiteren Ausgestaltung kann nach Anspruch 8 wenigstens ein Sammelbehälter als Receivervorgesehen sein, der in den Kälteanlagen-Kreislauf eingebundenist. Der Receiver kann dabei in Fließrichtung des Arbeitsmittelsgesehen nach dem Verdampfer nah zum Innenraum-Lufteintrittsbereich angeordnet sein.Der Vereinigungsbereich ist in Fließrichtung des Arbeitsmittelsgesehen nach dem Receiver angeordnet. Auch hier ist aufgrund derrelativ nahen Anordnung des Receivers zum Verdampfer und der relativnahen Anordnung des dritten Wärmetauscherszum Verdampfer der Vereinigungsbereich relativ weit entfernt vomKlimaverdichter angeordnet.
    [0016] Gemäß einerweiteren Ausführungsform nachAnspruch 9 kann im Kälteanlagen-Kreislaufwenigstens ein innerer Wärmetauschervorgesehen sein. Der innere Wärmetauscherkann dabei in Fließrichtungdes Arbeitsmittels gesehen nach dem ersten Wärmetauscher und vor dem erstenExpansionsorgan im Kälteanlagen-Kreislaufangeordnet sein. Dadurch ist der innere Wärmetauscher dem ersten Wärmetauscher,der im Kälteanlagen-Kreislaufals Gaskühlereingesetzt ist, nachgeschaltet, so dass das Arbeitsmittel beim Durchströmen desinneren Wärmetauschersweiter abgekühltwerden kann, was zu einem besseren Wirkungsgrad des Kälteanlagen-Kreislaufsführt.
    [0017] Ineiner vorteilhaften Weiterbildung kann gemäß Anspruch 10 der innere Wärmetauscherso im Kälteanlagen-Kreislaufangeordnet sein, dass das hochtemperierte vom ersten Wärmetauscherkommende zum ersten Expansionsorgan strömende Arbeitsmittel im Gegenstrommit dem niedrigtemperierten vom Verdampfer kommende zum Klimaverdichter strömende Arbeitsmittelabkühlbarist. Durch die Ausbildung des Gegenstroms im inneren Wärmetauscherkann die Effektivitätdesselben verbessert werden.
    [0018] Ineiner nächstenAusgestaltung gemäß Anspruch11 kann wenigstens ein schaltbares Sperrorgan, vorzugsweise einschaltbares Absperrventil, vorgesehen sein, das so in den Kälteanlagen-Kreislaufund/oder in den Heiz-/Zuheiz-Kreislaufintegriert ist, dass mittels dem schaltbaren Sperrorgan eine Segmentierungder Klimaanlage möglichist. Eine derartige Segmentierung der Klimaanlage bzw. eine Separierungeinzelner Klimaanlage-Komponenten kann beispielsweise im Rahmeneines Sicherheitskonzeptes fürdie Klimaanlage erforderlich sein. Dadurch ist beispielsweise beieiner Leckage der Klimaanlage ein vollständiges Auslaufen bzw. Ausströmen desArbeitsmittels aus derselben verhindert.
    [0019] Ineiner Weiterbildung gemäß Anspruch12 kann ein erstes Sperrorgan in der Arbeitsmittelleitung zwischendem ersten Expansionsorgan und dem Verdampfer vorgesehen sein. Einzweites Sperrorgan kann in der Arbeitsmittelleitung zwischen dem zweitenExpansionsorgan und dem dritten Wärmetauscher vorgesehen sein.Ein drittes Sperrorgan kann in der Heiz-Kälte-Saugleitung vorgesehensein. Sind alle drei Sperrorgane relativ nah zu den jeweiligen Einlässen bzw.Auslässendes Verdampfers bzw. des dritten Wärmetauschers angeordnet, sokann eine Segmentierung bzw. Separierung der im Innenraum-Lufteintrittsbereichangeordneten Bauteile, nämlichdes Verdampfers und des dritten Wärmetauschers, einfach vorgenommenwerden. Demgegenüberwäre beimStand der Technik mit einer separaten Kälteanlagen-Saugleitung undeiner separaten Heiz-/Zuheiz-Saugleitung ein viertes Sperrorgannotwendig, was zu einer entsprechenden Erhöhung an Gewicht und Kostenführenwürde.Grundsätzlich kannauch das Expansionsorgan so ausgeführt sein, dass es die Funktiondes ersten Sperrorgans mit übernehmenkann, so dass neben dem ohnehin vorhandenen Expansionsorgan nurnoch zwei weitere Sperrorgane notwendig sind.
    [0020] Ineiner bevorzugten Ausführungsformkann gemäß Anspruch13 das Arbeitsmittel CO2 sein. Mit CO2 ist ein Arbeitsmittel gewählt, dasin den vorliegenden Temperatur- und Druckbereichen der Klimaanlageoptimale physikalische und thermodynamische Eigenschaft aufweist.Insbesondere im Zusammenhang mit dem als Heiz-/Zuheizbetrieb ausgeführten Dreiecksprozessist ein Einsatz von CO2 als Arbeitsmittelvorteilhaft. Des weiteren ist CO2 beispielsweiseim Vergleich zu Fluorkohlenwasserstoff als umweltfreundliches Arbeitsmitteleinzustufen. Grundsätzlichkann jeder Stoff als Arbeitsmittel eingesetzt werden, wobei daraufzu achten ist, dass die geforderten Temperaturdifferenzen durchKompression und Expansion des eingesetzten Arbeitsmittels erzielbarsind.
    [0021] Anhandeiner Zeichnung wird ein Ausführungsbeispielder Erfindung nähererläutert.
    [0022] Inder einzigen Figur ist eine Klimaanlage 1 dargestellt,die folgenden grundsätzlichenAufbau aufweist: Die Klimaanlage 1 kann entweder ineinem Kälteanlagenbetrieboder in einem Heiz-/Zuheizbetrieb betrieben werden. Ein entsprechendesUmschalten kann mit einem Schaltelement 2 erfolgen. ImKälteanlagenbetriebwird ein gasförmigzu einem Klimaverdichter 3 kommendes Arbeitsmittel in diesemverdichtet, so dass sowohl die Temperatur als auch der Druck desArbeitsmittels dadurch ansteigt. Vom Klimaverdichter 3 strömt das Arbeitsmittel über das Schaltelement 2,das in der entsprechend dem Kälteanlagenbetriebzugeordneten Schaltstellung befindlich ist, zu einem ersten Wärmetauscher 4,der als Gaskühlereingesetzt ist. Der erste Wärmetauscher 4 istbeispielsweise mit Umgebungsluft beaufschlagbar, so dass das durchströmende Arbeitsmittelentsprechend abgekühltwerden kann. Vom ersten Wärmetauscher 4 strömt das Arbeitsmittelweiter übereinen inneren Wärmetauscher 5 zueinem ersten Expansionsorgan 6. Nach dem Expansionsorgan 6 liegt dasArbeitsmittel weitestgehend flüssigund niedertemperiert vor, so dass im folgenden zweiten Wärmetauscher 7,der als Verdampfer eingesetzt ist, eine Verdampfung des Arbeitsmittelserfolgt. Der zweite Wärmetauscher 7 istdabei im Lufteintritt in den Fahrzeuginnenraum angeordnet, so dassder am zweiten Wärmetauscher 7 aufdem Weg in den Fahrzeuginnenraum vorbeiströmenden Luft Wärme für die Verdampfungdes Arbeitsmittels entzogen werden kann, so dass eine entsprechendabgekühlteLuft in den Fahrzeuginnenraum zur Kühlung desselben einströmt. Nachdem zweiten Wärmetauscher 7 strömt das nunwieder weitgehend gasförmigvorliegende Arbeitsmittel übereinen Sammelbehälterals Receiver 8 im Gegenstrom durch den inneren Wärmetauscher 5.Dabei werden im Receiver 8 eventuell noch vorhandene Flüssigkeitsanteileim Arbeitsmittel gesammelt, so dass nur noch gasförmiges Arbeitsmittel vorhandenist. Beim Durchströmendes inneren Wärmetauschers 5 kanndas vom Receiver 8 zum Klimaverdichter 3 strömende ArbeitsmittelWärme vomim Gegenstrom durch den inneren Wärmetauscher 5 vomersten Wärmetauscher 4 kommendenzum ersten Expansionsorgan 6 strömenden Arbeitsmittel aufnehmen.Zum Schließendes Kälteanlagen-Kreislaufsströmtdas Arbeitsmittel vom inneren Wärmetauscher 5 zumKlimaverdichter 3. Zwischen den einzelnen Komponenten desKälteanlagen-Kreislaufs sindjeweils Arbeitsmittelleitungen 9 angeordnet. Die Fließrichtungdes Arbeitsmittels im Kälteanlagen-Kreislaufist jeweils mit Pfeilen 10 in 1 eingezeichnet.
    [0023] ImHeiz-/Zuheizbetrieb der Klimaanlage 1 strömt das imKlimaverdichter 3 verdichtete Arbeitsmittel über dasSchaltelement 2 zu einem zweiten Expansionsorgan 11.Das nach dem Expansionsorgan 11 expandiert vorliegendeArbeitsmittel strömtweiter zu einem dritten Wärmetauscher 12,der im Lufteintritt in den Fahrzeuginnenraum angeordnet ist. Vom drittenWärmetauscher 12 strömt das Arbeitsmittel wiederzurückzum Klimaverdichter 3, so dass damit der Heiz-/Zuheiz-Kreislaufgeschlossen ist. Ein derartiger Heiz-/Zuheiz-Kreislauf ist als sog.Dreiecksprozess bekannt, bei dem das Arbeitmittel in jedem Abschnittdes Kreislaufs gasförmigvorliegt. Am dritten Wärmetauscher 12 gibtdas Arbeitsmittel Wärme andie in Richtung Fahrzeuginnenraum strömende Luft ab, so dass damitein Heizen bzw. Zuheizen des Fahrzeuginnenraums stattfinden kann.Grundsätzlich kannanstelle des dritten Wärmetauschers 12,der hier als Arbeitsmittel-Luft-Wärmetauscher ausgeführt ist,auch ein Arbeitsmittel-Wasser-Wärmetauscher eingesetztsein, so dass entsprechend das Wasser in diesem Wärmetauschererwärmtwird, wobei auch diese wassergebundene Wärme dann für eine Aufheizung des Fahrzeuginnenraumsbeispielsweise in einem weiteren Wärmetauscher genutzt werden kann.Die einzelnen Komponenten des Heiz-/Zuheiz-Kreislaufs sind mittelsArbeitsmittelleitungen 14 entsprechend verbunden, wobeimit strichlierten Pfeilen 15 die Fließrichtung des Arbeitsmittelsim Heiz-/Zuheizbetrieb in 1 entsprechendeingezeichnet ist.
    [0024] Zudemist in 1 ein zusätzlicherWasser-Luft-Wärmetauscherals Heizungs-Wärmetauscher 13 eingezeichnet,mittels dem eine üblicherweiseeingesetzte Heizung des Fahrzeuginnenraums durch Nutzung der imKühlwasserder Brennkraftmaschine gespeicherten Abwärme der Brennkraftmaschinegenutzt wird. So kann beispielsweise kurz nach dem Start der Brennkraftmaschineaufgrund des zu diesem Zeitpunkt noch kalten Kühlwassers ein Heizen des Fahrzeuginnenraumsmit der Klimaanlage 1 im Heiz-/Zuheizbetrieb erfolgen,wobei bei erwärmterBrennkraftmaschine und erwärmtemKühlwasserdie Klimaanlage 1 abgeschalten werden kann, da ein Heizeffektfür denFahrzeuginnenraum mit dem Wasser-Luft-Wärmetauscher 13 erfolgt.
    [0025] DerVerdampfer 7 und der dritte Wärmetauscher 12 sinddabei relativ nah zueinander benachbart im Fahrzeug angeordnet undvorzugsweise innerhalb eines Belüftungsgehäuses alsKlimagerät 16', das schematischstrichliert in 1 eingezeichnet ist, zusammenaufgenommen. Zudem ist der Heizungs-Wärmetauscher 13 ebenfallsim Klimagerät 16' mit aufgenommen.Das Klimagerät 16' ist im montiertenZustand im Innenraum-Lufteintrittsbereich 16 angeordnet,d. h., dass in den Fahrzeuginnenraum strömende Luft durch das Klimagerät 16' geführt istund in Abhängigkeitder eingestellten Betriebsart der Klimaanlage 1 entwederabgekühltoder aufgewärmtwerden kann. Die vom Verdampfer 7 und vom dritten Wärmetauscher 12 inRichtung Klimaverdichter 3 abgehenden Arbeitsmittelleitungensind in einem Vereinigungsbereich 17, der ebenfalls imKlimagerät 16' angeordnetist, zusammengeführt.Der Vereinigungsbereich 17 kann dabei als einfaches T-Stück ausgeführt sein,wobei aber auch eine Ausführungals Umschaltventil oder als Rückschlagventil denkbarist. Vom Vereinigungsbereich 17 führt nur eine einzige Heiz-Kälte-Saugleitung 18 zumKlimaverdichter 3, der im montierten Zustand relativ weit entferntvom Innenraum-Lufteintrittsbereich 16 und somit vom Klimagerät 16' angeordnetist. Die Heiz-Kälte-Saugleitung 18,die in 1 mit einer dickeren Linie gekennzeichnet ist,kann sowohl im Kälteanlagenbetriebals auch im Heiz-/Zuheizbetriebals gemeinsame Saugleitung genutzt werden. Im hier dargestelltenAusführungsbeispielist die Heiz-Kälte-Saugleitung 18 über denReceiver 8 und den inneren Wärmetauscher 5 zumKlimaverdichter 3 geführt.
    [0026] Desweiteren ist die Klimaanlage mit drei Sperrorganen 19, 20 und 21 ausgestattet,wobei ein erstes Sperrorgan 19 in der Arbeitsmittelleitungzwischen dem ersten Expansionsorgan 6 und dem Verdampfer 7 vorgesehenist, ein zweites Sperrorgan 20 in der Arbeitsmittelleitungzwischen dem zweiten Expansionsorgan 11 und dem drittenWärmetauscher 12 vorgesehenist und ein drittes Sperrorgan 21 in der Heiz-Kälte-Saugleitung 18 vorgesehenist. Mit den Sperrorganen 19, 20 und 21 kanneine Segmentierung der Klimaanlage 1 bzw. eine Separierungder im Klimagerät 16' positioniertenWärmetauscher 7 und 12 imRahmen eines Sicherheitskonzeptes der Klimaanlage 1 durchgeführt werden.Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung derKlimaanlage 1 mit der gemeinsam genutzten Heiz-Kälte-Saugleitung 18 kanngegenüberdem gattungsgemäßen Standder Technik, bei dem sowohl eine Kälteanlagen-Saugleitung alsauch eine Heiz-/Zuheiz-Saugleitung jeweils mit einem separaten Sperrorganabgesperrt werden müssten,ein Sperrorgan eingespart werden, wodurch sowohl die Kosten alsauch das Gewicht der Klimaanlage 1 gesenkt werden können. Grundsätzlich istes auch denkbar, dass das Expansionsorgan 6 vollständig verschließbar ist,so dass das Expansionsorgan im Falle einer Seg mentierung bzw. Separierungdas Expansionsorgan 6 die Funktion des Sperrorgans 19 erfüllt unddadurch das Sperrorgan 19 entfallen kann.
    [0027] Insgesamtist bei dieser Ausführungder Klimaanlage 1 eine der beiden Saugleitungen (Kälteanlagen-Saugleitungoder Heiz-/Zuheiz-Saugleitung) eingespart, so dass dadurch sowohlKosten als auch Gewicht der Klimaanlage 1 gesenkt werdenkönnen. Durchdie gemeinsame Nutzung der Heiz-Kälte-Saugleitung 18 ist die Funktionund Wirkungsweise der Klimaanlage 1 in keinster Weise verändert bzw.eingeschränkt.Grundsätzlichist der erfindungsgemäße Gedankeeiner einzigen Heiz-Kälte-Saugleitung 18 auchbei einem anderen Aufbau der Klimaanlage 1 denkbar. Sokönntebeispielsweise der Heiz-/Zuheizbetrieb mit einem dritten Wärmetauscher 12,der als Arbeitsmittel-Wasser-Wärmetauscherausgeführtist, betrieben werden. Auch ist anstelle des hier dargestelltenDreiecksprozesses im Heiz-/Zuheizbetrieb ein Wärmepumpenbetrieb als Heiz-/Zuheizbetriebdenkbar.
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] Klimaanlage fürein Fahrzeug, insbesondere fürein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Klimaverdichter, wenigstens einemersten Wärmetauscher,wenigstens einem ersten und einem zweiten Expansionsorgan, wenigstenseinem zweiten und dritten, jeweils im Lufteintritt in den Fahrzeuginnenraumangeordneten Wärmetauscher,die entsprechend angeordnet und durch Arbeitsmittelleitungen für einenArbeitsmittelkreislauf verbunden sind, mit wenigstens einemSchaltelement in den Arbeitsmittelleitungen, vorzugsweise an einemKlimaverdichter-Auslass, mit dem die Klimaanlage von einem Kälteanlagenbetriebin einen Heiz-/Zuheizbetrieb und umgekehrt umschaltbar ist, wobeiim Kälteanlagenbetriebder Arbeitsmittelkreislauf als Kälteanlagen-Kreislaufso geführtist, dass der Reihe nach in Fließrichtung des Arbeitsmittels derwenigstens eine Klimaverdichter, der wenigstens eine erste Wärmetauscherals Gaskühler,das erste Expansionsorgan und der zweite Wärmetauscher als Verdampferdurchströmbarsind, wobei die wenigstens eine Arbeitsmittelleitung nach dem Verdampfer durcheine Kälteanlagen-Saugleitunggebildet ist, wobei im Heiz-/Zuheizbetrieb der Arbeitsmittelkreislaufals Heiz-/Zuheiz-Kreislaufso geführtist, dass der Reihe nach in Fließrichtung des Ar beitsmittelsder wenigstens eine Klimaverdichter, das zweite Expansionsorganund der dritte Wärmetauscherdurchströmbarsind, wobei die wenigstens eine Arbeitsmittelleitung nach dem drittenWärmetauscherdurch eine Heiz-/Zuheiz-Saugleitung gebildet ist, wobei derVerdampfer und der dritte Wärmetauscher benachbartrelativ nah zueinander an einem Innenraum-Lufteintrittsbereich imFahrzeug angeordnet sind und der Klimaverdichter demgegenüber relativ weitentfernt vom Innenraum-Lufteintrittsbereich im Fahrzeug angeordnetist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz-/Zuheiz-Saugleitungund die Kälteanlagen-Saugleitungan einem nah zum Innenraum-Lufteintrittsbereich (16) angeordnetenVereinigungsbereich (17) zu einer einzigen Heiz-Kälte-Saugleitung (18)zusammengeführtsind dergestalt, dass vom Vereinigungsbereich (17) zumKlimaverdichter (3) die Heiz-Kälte-Saugleitung (18)sowohl im Kälteanlagenbetriebals auch im Heiz-/Zuheizbetrieb als gemeinsame Saugleitung nutzbarist.
    [2] Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Verdampfer (7) und der dritte Wärmetauscher(12) zusammen in einem Belüftungsgehäuse als Klimagerät (16') angeordnetsind, das im Innenraum-Lufteintrittsbereich (16) im Fahrzeugangeordnet ist.
    [3] Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Vereinigungsbereich (17) innerhalb des Klimagerätes (16') angeordnetist.
    [4] Klimaanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass zudem wenigstens ein Heizungs-Wärmetauscher (13) imKlimagerät(16') angeordnetist.
    [5] Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass der Vereinigungsbereich (17) durch ein T-Stück oderein Umschaltventil oder ein Rückschlagventilgebildet ist.
    [6] Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass der Innenraum-Lufteintrittsbereich (16) nah zum Fahrzeuginnenraumangeordnet ist.
    [7] Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Klimaverdichter (3) nah zu einer Brennkraftmaschinedes Fahrzeuges angeordnet ist.
    [8] Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens ein Sammelbehälterals Receiver (8) vorgesehen ist, der in den Kälteanlagen-Kreislaufeingebunden ist, dass der Receiver (8) in Fließrichtungdes Arbeitsmittels gesehen nach dem Verdampfer (7) nahzum Innenraum-Lufteintrittsbereich (16) angeordnet ist,und dass der Vereinigungsbereich (17) in Fließrichtung desArbeitsmittels gesehen nach dem Receiver (8) angeordnetist.
    [9] Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass im Kälteanlagen-Kreislaufwenigstens ein innerer Wärmetauscher (5)in Fließrichtungdes Arbeitsmittels gesehen nach dem ersten Wärmetauscher (4) undvor dem ersten Expansionsorgan (6) im Kälteanlagen-Kreislauf angeordnetist.
    [10] Klimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass der innere Wärmetauscher(5) so im Kälteanlagen-Kreislaufangeordnet ist, dass das hochtemperierte vom ersten Wärmetauscher(4) kommende zum ersten Expansionsorgan (6) strömende Arbeitsmittelim Gegenstrom mit dem niedrigtemperierten vom Verdampfer (7)kommende zum Klimaverdichter (3) strömende Arbeitsmittel abkühlbar ist.
    [11] Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens ein schaltbares Sperrorgan (19, 20, 21)vorzugsweise ein schaltbares Absperrventil, vorgesehen ist, dasso in den Kälteanlagen-Kreislaufund/oder in den Heiz-/Zuheiz-Kreislauf integriert ist, dass mittelsdem schaltbaren Sperrorgan (19, 20, 21)eine Segmentierung der Klimaanlage möglich ist.
    [12] Klimaanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dassein erstes Sperrorgan (19) in der Arbeitsmittelleitungzwischen dem ersten Expansionsorgan (6) und dem Verdampfer(7) vorgesehen ist, dass ein zweites Sperrorgan (20)in der Arbeitsmittelleitung zwischen dem zweiten Expansionsorgan(11) und dem dritten Wärmetauscher(12) vorgesehen ist, und dass ein drittes Sperrorgan(21) in der Heiz-Kälte-Saugleitung(18) vorgesehen ist.
    [13] Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass das Arbeitsmittel CO2 ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004003504B4|2007-03-08|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-08-18| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-09-06| 8364| No opposition during term of opposition|
    2016-08-02| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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