DE10233415B4 - System for heating and cooling an interior of a vehicle - Google Patents
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Abstract
System
zum Heizen und Kühlen
eines Innenraums eines Fahrzeugs, mit
– einem in einem Klimagerät (10) angeordneten
Heizungswärmetauscher
(12), der mit zumindest einer Wärmequelle (14)
verbindbar oder zumindest teilweise durch diese gebildet ist,
– einem
in dem Klimagerät
(10) angeordneten Verdampfer (16), der mit einem Kältekreis
verbindbar ist und
– einem
Latentspeicher (18) zum Speichern von Wärme oder Kälte,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Klimagerät
(10) ein weiterer Wärmetauscher
(20) angeordnet ist, der mit dem Latentspeicher (18) über einen
Wärmeträgerkreislauf
verbindbar ist, und dass der Latentspeicher (18) bei der Beladung
mit Kälte
Bestandteil des Kältekreises
ist.System for heating and cooling an interior of a vehicle, with
A heating heat exchanger (12) arranged in an air-conditioning unit (10) and connectable to at least one heat source (14) or at least partially formed by the same,
- One in the air conditioner (10) arranged evaporator (16) which is connectable to a refrigerant circuit and
A latent memory (18) for storing heat or cold,
characterized in that in the air conditioner (10), a further heat exchanger (20) is arranged, which is connectable to the latent memory (18) via a heat carrier circuit, and that the latent memory (18) is part of the refrigeration circuit when loading with cold.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zum Heizen und Kühlen eines Innenraums eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a system for heating and cooling an interior of a Vehicle according to the preamble of claim 1.
Die genannten Klimageräte werden auch als Klimaboxen, Frontboxen oder HLKAs (Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen) bezeichnet.The mentioned air conditioners are also available as air conditioning boxes, front boxes or HVACs (heating, ventilating and air conditioners).
Die
Weiterhin
ist aus der Druckschrift
Darüber hinaus
ist aus der Druckschrift
Ferner
ist aus der Druckschrift
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Systeme derart weiterzubilden, dass sich ein kompakterer Aufbau ergibt, der zu geringeren Herstellungs- beziehungsweise Einbaukosten und einem geringeren Platzbedarf führt, und dass bei den gattungsgemäßen Systemen eine Standklimatisierung anhand eines Latentspeichers realisiert werden kann, die ohne aufwendige Anpassungen des Klimageräts in besonders kostengünstiger Weise ermöglicht wird.Of the Invention is therefore the object of the generic systems in such a way that results in a more compact structure, the to lower manufacturing or installation costs and a requires less space, and that in the generic systems a Stand climate control based on a latent memory can be realized that can be done without elaborate adjustments of the air conditioner in particular cost-effective Way allows becomes.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.advantageous Further developments and embodiments of the invention will become apparent the dependent Claims.
Das erfindungsgemäße System baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass in dem Klimagerät weiterhin ein Wärmetauscher angeordnet ist, der mit dem Latentspeicher über einen Wärmeträgerkreislauf verbindbar ist, und dass der Latentspeicher bei der Beladung mit Kälte Bestandteil des Kältekreises ist. Durch die Anordnung des Wärmetauschers in dem Klimagerät kann die nach außen sichtbare Anzahl der Systemkomponenten verringert werden und es ergibt sich ein insgesamt kompakterer Aufbau. Die Anordnung des Wärmetauschers in dem Klimagerät, das ohnehin Bauteile wie Gehäuse, Gebläse, Luftführungen usw. enthält, senkt weiterhin den für eine Standklimatisierung erforderlichen Aufwand und damit die Kosten, da ohnehin vorhandene Bauteile auch zur Standklimatisierung verwendet werden können. Darüber hinaus ermöglicht die Anordnung des Wärmetauschers in dem Klimagerät eine Vielzahl von vorteilhaften Weiterbildungen, von denen zumindest einige später noch näher erläutert werden. Der Kältekreis umfasst in an sich bekannter Weise vorzugsweise einen Verdichter, einen Kondensator und zumindest einen Verdampfer, dem ein Expansionsorgan zugeordnet ist. Es wird als vorteilhaft erachtet, wenn zum Beladen des Latentspeichers mit Kälte derselbe Verdichter und derselbe Kondensator verwendet werden, die auch mit dem in dem Klimagerät angeordneten Verdampfer zusammenwirken können.The inventive system builds on the generic state the technology by the fact that in the air conditioner continue a heat exchanger is arranged, which is connectable to the latent storage via a heat carrier circuit, and that the latent storage during loading with cold component of the refrigeration circuit is. By the arrangement of the heat exchanger in the air conditioner Can the outside visible number of system components are reduced and it results in a more compact overall structure. The arrangement of the heat exchanger in the air conditioner, that anyway components like housing, Fan, air ducts etc. contains, continues to lower the for a stationary air conditioning required effort and thus the costs, since Any existing components also used for stationary air conditioning can be. About that also allows the arrangement of the heat exchanger in the air conditioner a variety of advantageous developments, of which at least some later be explained in more detail. The refrigeration circuit comprises, in a manner known per se, preferably a compressor, a condenser and at least one evaporator, which is an expansion element assigned. It is considered advantageous when loading the Latent storage with cold the same compressor and the same capacitor are used, too with the in the air conditioner arranged evaporator can cooperate.
In diesem Zusammenhang wird weiterhin bevorzugt, dass der Latentspeicher einen als Wärmetauscher betreibbaren weiteren Verdampfer und einen von einem Wärmeträger durchströmbaren Latentspeicherwärmetauscher aufweist. Der weitere Verdampfer kann dabei insbesondere parallel zu dem im Klimagerät vorgesehenen Verdampfer angeordnet sein, wobei dem weiteren Verdampfer vorzugsweise ein weiteres Expansionsorgan zugeordnet ist. Der Latentspeicher weist somit zwei Wärmetauscher auf (den Verdampfer und den Latentspeicher- Wärmetauscher), von denen einer mit dem Kältemittelkreislauf in Verbindung steht, während der anderen mit einem Wärmeträgerkreislauf in Verbindung steht, wobei der Wärmeträger beispielsweise durch eine Sole beziehungsweise ein Wasser-/Gykolgemisch gebildet sein kann. Im Zusammenhang mit der Kältespeicherung ermöglicht es der Einsatz von zwei Wärmetauschern in dem Latentspeicher, dass mit dem einen Wärmetauscher die Beladung über Kältemittel ermöglicht wird, während mit dem zweiten Wärmetauscher die Entladung über einen Solekreislauf erfolgen kann. Die Kälteeinbringung in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs über Sole/Luft-Wärmetauscher beziehungsweise soleführende Wärmetauscher ist vorteilhaft, weil soleführende Wärmetauscher in vielen Fällen eine vergleichsweise geringe Baugröße erfordern, so dass der jeweilige Einbauort flexibel gewählt werden kann. Die Kälte- beziehungsweise Wärmeeinbringung mit Sole/Luft-Wärmetauschern ist weiterhin vorteilhaft, weil Wärme/Kälte mit vergleichsweise geringem Aufwand von der Quelle zum Wärmetauscher transportiert werden kann. Beispielsweise im Vergleich zu Luft als Wärmeträger wird für die Soleleitungen weniger Bauvolumen benötigt als für entsprechende Luftführungen. Weiterhin ergeben sich bei der Verwendung von Soleleitungen auch Vorteile hinsichtlich der Kosten.In this context, it is further preferred that the latent accumulator has a further evaporator which can be operated as a heat exchanger and a latent heat exchanger through which a heat transfer medium can flow. The further evaporator can be arranged in particular parallel to the evaporator provided in the air conditioner, wherein the further evaporator before preferably associated with another expansion organ. The latent storage thus has two heat exchangers (the evaporator and the latent storage heat exchanger), one of which is in communication with the refrigerant circuit, while the other is in communication with a heat carrier circuit, the heat carrier, for example, by a brine or a water / glycol mixture can be formed. In connection with the cold storage, the use of two heat exchangers in the latent storage makes it possible to charge with one heat exchanger via refrigerant, while with the second heat exchanger the discharge can take place via a brine circuit. The cold introduction into the interior of a motor vehicle via brine / air heat exchanger or soleführende heat exchanger is advantageous because soleführende heat exchangers in many cases require a relatively small size, so that the respective installation location can be chosen flexibly. The cooling or heat input with brine / air heat exchangers is also advantageous because heat / cold can be transported with relatively little effort from the source to the heat exchanger. For example, compared to air as a heat transfer medium less volume is required for the brine pipes as for corresponding air ducts. Furthermore, there are also advantages in terms of cost when using brine pipes.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems ist weiterhin vorgesehen, dass der Latentspeicher zum Beladen mit Wärme mit zumindest einer Wärmequelle verbindbar ist. Die Beladung des Latentspeichers mit Wärme erfolgt dabei in vorteilhafter Weise über den Latentspeicherwärmetauscher. Zu diesem Zweck wird das Wärmeträgerme dium durch eine Wärmequelle (beispielsweise den Fahrzeugmotor, eine Stand- und/oder Zusatzheizung) erwärmt, wobei die Wärme über den Latentspeicherwärmetauscher an das in dem Latentspeicher vorgesehene Speichermedium zumindest teilweise abgegeben und somit gespeichert wird.at preferred embodiments of the system according to the invention is further provided that the latent memory for loading with Heat with at least a heat source is connectable. The loading of the latent storage with heat takes place doing advantageously over the latent storage heat exchanger. For this purpose, the Wärmeträgerme medium through a heat source (For example, the vehicle engine, a stand and / or additional heating) heated the heat over the Latent storage heat exchanger to the storage medium provided in the latent memory at least partially released and thus stored.
Bei einer als besonders vorteilhaft erachteten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass bei der Entladung des Latentspeichers abgegebene Kälte dem Innenraum des Fahrzeugs zumindest teilweise über den Wärmetauscher zugeführt werden kann und dass bei der Entladung des Latentspeichers abgegebene Wärme dem Innenraum des Fahrzeugs zumindest teilweise über den Heizungswärmetauscher zugeführt werden kann. Es wird als besonders vorteilhaft erachtet, zur Abgabe von Wärme und Kälte unterschiedliche Wärmetauscher zu verwenden, insbesondere weil dadurch ein schlagartiges Beschlagen der Scheiben vermieden werden kann. Ein derartiges Beschlagen der Scheiben tritt in vielen Fällen auf, wenn ein zur Abgabe von Kälte verwendeter Wärmetauscher nachfolgend zur Abgabe von Wärme verwendet wird. In diesem Fall verdunstet nämlich das bei der Abgabe von Kälte erzeugte Kondenswasser (zumindest teilweise), was zu dem unerwünschten Beschlagen der Scheiben führt.at a considered particularly advantageous embodiment of the system according to the invention is provided that discharged during the discharge of the latent memory Cold that Interior of the vehicle are at least partially supplied via the heat exchanger can and that during the discharge of the latent heat dissipated the interior of the vehicle at least partially over the heater core supplied can be. It is considered particularly advantageous for delivery of heat and cold different heat exchangers to use, in particular because of a sudden misting the discs can be avoided. Such misting the Slices occurs in many cases when on for the release of cold used heat exchanger below for the release of heat is used. In this case, that evaporates in the delivery of Cold generated Condensation (at least in part), resulting in the undesirable Misting of the discs leads.
Im vorstehend erläuterten Zusammenhang ist bei dem erfindungsgemäßen System vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass bei der Entladung des Latentspeichers abgegebene wärme dem Innenraum des Fahrzeugs zumindest teilweise über den Heizungswärmetauscher zugeführt werden kann, in dem die von dem Latentspeicher abgegebene Wärme zumindest teilweise zur Erhöhung der Vorlauftemperatur einer Wärmequelle verwendbar ist. Die Erhöhung der Vorlauftemperatur ermöglicht es, in dem Latentspeicher gespei cherte Wärme zu nutzen, ohne zur Abgabe von Wärme und Kälte denselben Wärmetauscher verwenden zu müssen.in the explained above The connection is preferably still in the system according to the invention provided that discharged during the discharge of the latent memory heat that Interior of the vehicle at least partially over the heater core supplied can be, in which the heat given off by the latent memory at least partly to increase the flow temperature of a heat source is usable. The increase in Flow temperature allows to use stored heat in the latent storage without giving up of heat and cold the same heat exchanger to use.
Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, dass zumindest ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen ist, der außerhalb des Klimagerätes angeordnet und mit dem Latentspeicher verbindbar ist. Der weitere Wärmetauscher kann dabei beispielsweise im Bereich einer in einer Nutzfahrzeugkabine vorgesehenen Liege angeordnet sein, so dass auch eine Standklimatisierung speziell dieses Bereichs möglich ist.at all embodiments of the system according to the invention it can be provided that at least one further heat exchanger is provided outside of the air conditioner arranged and connectable to the latent memory. The further heat exchangers can, for example, in the area of a commercial vehicle cabin be provided provided couch, so that a stationary air conditioning specifically this area is possible.
Je nach Ausführungsform kann bei dem erfindungsgemäßen System vorgesehen sein, dass der Latentspeicher über eine oder mehrere Ventileinrichtungen mit dem Kältekreis und/oder mit zumindest einer Wärmequelle und/oder mit dem Wärmetauscher und/oder mit dem weiteren Wärmetauscher in Verbindung steht. Bei den Ventilen kann es sich beispielsweise um 4/2-Wegeventile handeln, die magnetisch betrieben werden. Selbstverständlich schließt dies den Einsatz anderer Ventile nicht aus.ever according to embodiment can in the system according to the invention be provided that the latent memory via one or more valve devices with the refrigerant circuit and / or with at least one heat source and / or with the heat exchanger and / or with the further heat exchanger in Connection stands. For example, the valves may be 4/2-way valves act, which are magnetically operated. Of course, this concludes the use of other valves is not enough.
Weiterhin ist auch bei dem erfindungsgemäßen System in an sich bekannter Weise vorgesehen, dass dem Klimagerät zumindest ein Gebläse zugeordnet ist. Dabei wird bevorzugt, dass das Gebläse innerhalb des Klimagerätes angeordnet ist.Farther is also in the system according to the invention provided in a conventional manner that the air conditioner at least a fan assigned. It is preferred that the fan within of the air conditioner is arranged.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass der Heizungswärmetauscher, der Verdampfer und der Wärmetauscher in dem Klimagerät derart angeordnet sind, dass sie nacheinander oder gleichzeitig von einem Luftstrom durchströmt werden können. Bei dem Luftstrom kann es sich insbesondere um einen von zumindest einem in dem Klimagerät angeordneten Gebläse erzeugten Luftstrom handeln.A further advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the heating heat exchanger, the evaporator and the heat exchanger in the air conditioner are arranged so that they are successively or simultaneously flows through an air flow can be. The air flow may in particular be one of at least one in the air conditioner arranged blower act generated airflow.
Im vorstehend erläuterten Zusammenhang wird weiterhin bevorzugt, dass der Heizungswärmetauscher, der Verdampfer und der Wärmetauscher in dem Klimagerät bezogen auf den Luftstrom hintereinander angeordnet sind. Die Reihenfolgen, in der der Heizungswärmetauscher, der Verdampfer und der Wärmetauscher in dem Klimagerät angeordnet werden, ist dabei prinzipiell frei wählbar und kann den jeweiligen Anforderungen hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Einbauraums, der Strömungscharakteristik, der jeweiligen Klimatisierungsaufgabe (beispielsweise "Reheat-" beziehungsweise Rückheizbetrieb) usw. angepasst werden.In the context explained above is further preferred that the heating heat exchanger, the evaporator and the heat exchanger are arranged in the air conditioner in relation to the air flow one behind the other. The sequences in which the heating heat exchanger, the evaporator and the heat exchanger are arranged in the air conditioner is in principle freely selectable and can meet the respective requirements in terms of the available installation space, the flow characteristics, the respective air conditioning task (for example, "reheat" or Rückheizbetrieb ) and so on.
Je nach Ausführungsform kann bei dem erfindungsgemäßen System vorgesehen sein, dass die Wärmequelle einen Antriebsmotor des Fahrzeugs und/oder eine Standheizung und/oder ein Zusatzheizgerät umfasst. Bei dem Zusatzheizgerät kann es sich beispielsweise um ein elektrisches Zusatzheizgerät handeln. Weiterhin kommen Ausführungsformen in Betracht, bei denen die Wärmequelle den in dem Klimagerät angeordneten Wärmetauscher bildet.ever according to embodiment can in the system according to the invention be provided that the heat source a drive motor of the vehicle and / or a heater and / or an auxiliary heater includes. In the additional heater it may be, for example, an electric auxiliary heater. Furthermore come embodiments in consideration, where the heat source in the air conditioner arranged heat exchanger forms.
Die Erfindung betrifft auch ein Klimagerät zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen System, wobei hinsichtlich des Klimagerätes vorgesehen ist, dass es einen Heizungswärmetauscher, der dazu vorgesehen ist, mit einem Heizungssystem des Fahrzeugs verbunden zu werden oder der dieses zumindest teilweise bildet, einen Verdampfer, der dazu vorgesehen ist, mit einem Kältekreis verbunden zu werden, und einen Wärmetauscher aufweist, der dazu vorgesehen ist, mit einem Latentspeicher verbunden zu werden.The The invention also relates to an air conditioner for use in the system according to the invention, wherein with regard to the air conditioner provided is that there is a heater core provided for this purpose is to be connected to a heating system of the vehicle or at least partially forms this, an evaporator, the is provided with a refrigeration circuit to be connected, and a heat exchanger which is intended to be connected to a latent memory become.
Auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Klimagerät ist vorzugsweise vorgesehen, dass es zumindest ein Gebläse aufweist.Also in connection with the air conditioner according to the invention is preferably provided that it has at least one fan.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Klimagerätes ist vorgesehen, dass der Heizungswärmetauscher, der Verdampfer und der Wärmetauscher in dem Klimagerät derart angeordnet sind, dass sie nacheinander oder gleichzeitig von einem Luftstrom durchströmt werden können.at a preferred embodiment of the air conditioner according to the invention provided that the heating heat exchanger, the evaporator and the heat exchanger in the air conditioner are arranged so that they are successively or simultaneously flows through an air flow can be.
In diesem Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Heizungswärmetauscher, der Verdampfer und der Wärmetauscher in dem Klimagerät bezogen auf den Luftstrom hintereinander angeordnet sind.In In this context, it can furthermore be provided that the heating heat exchanger, the Evaporator and the heat exchanger in the air conditioner are arranged in succession relative to the air flow.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein zwei Wärmetauscher aufweisender Latentspeicher bei einem System zum Heizen und Kühlen eines Innenraums eines Fahrzeugs in vorteilhafter Weise, insbesondere zur Standklimatisierung, eingesetzt werden kann, wenn ein mit dem Latentspeicher zusammenwirkender Wärmetauscher zusätzlich in einem an sich bekannten Klimagerät angeordnet wird. Als besonders vorteilhaft wird es erachtet, wenn zur Abgabe von in dem Latentspeicher gespeicherte Kälte ein anderer Wärmetauscher eingesetzt wird, als zur Abgabe von in dem Latentspeicher gespeicherter wärme.Of the The invention is based on the finding that a two heat exchanger having latent storage in a system for heating and cooling a Interior of a vehicle in an advantageous manner, in particular for stationary air conditioning, can be used if one with the Latent storage co-operating heat exchanger in addition in one known air conditioner is arranged. It is considered particularly advantageous if for Dispensing stored in the latent memory cold another heat exchanger is used as for the delivery of stored in the latent memory warmth.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The Invention will now be described with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments exemplified.
Es zeigen:It demonstrate:
In den Zeichnungen sind geöffnete Ventilkomponenten durchgehend hell dargestellt, während geschlossene Ventilkomponenten durchgehend dunkel dargestellt sind.In the drawings are open Valve components are shown bright throughout, while closed Valve components are shown continuously dark.
Nachfolgend
werden beispielhaft einige mögliche
Betriebsweisen des in
Bei
der Ausführungsform
gemäß
Die
Entladung des Latentspeichers
Der
Betrieb des Latentspeichers
Die
Nachfolgend
werden einige mögliche
Betriebsweisen des Systems gemäß den
Obwohl
dies in den Figuren nicht dargestellt ist, kann in dem Latentspeicher
- 1010
- Klimagerätair conditioning
- 1212
- HeizungswärmetauscherHeater core
- 1414
- Wärmequelleheat source
- 1616
- VerdampferEvaporator
- 1818
- Latentspeicherlatent storage
- 2020
- Wärmetauscherheat exchangers
- 2222
- Heizgerätheater
- 2424
- StandklimaanlageStandklimaanlage
- 2626
- Pumpepump
- 2828
- Ausgleichsbehältersurge tank
- 3030
- Rückschlagventilcheck valve
- 3232
- weiteres Expansionsorganadditional expansion element
- 3434
- 2/2-Ventil2/2-valve
- 3636
- 2/2-Ventil2/2-valve
- 3838
- 3/2-Ventil3/2-valve
- 4040
- 3/2-Ventil3/2-valve
- 4242
- 3/2-Ventil3/2-valve
- 4444
- 3/2-Ventil3/2-valve
- 4646
- 4/2-Ventil4/2-valve
- 4848
- 4/2-Ventil4/2-valve
- 5050
- weiteres Rückschlagventiladditional check valve
- 5252
- weitere PumpeFurther pump
- 5454
- Gebläsefan
- 5656
- Verdichtercompressor
- 5858
- Kondensatorcapacitor
- 6060
- Expansionsorganexpansion element
- 6262
- weiterer WärmetauscherAnother heat exchangers
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- 3/2-Ventil3/2-valve
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: WEBASTO AG, 82131 GAUTING, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |