DE3030207A1

DE3030207A1 - Klimaanlage fuer personenkratwagen o.dgl.

Info

Publication number: DE3030207A1
Application number: DE19803030207
Authority: DE
Inventors: Friedrich Josef Dipl.-Ing. 4040 Neuss Zucker
Original assignee: Krupp Industrietechnik Werk Buckau Wolf
Current assignee: Krupp Industrietechnik Werk Buckau Wolf
Priority date: 1980-08-09
Filing date: 1980-08-09
Publication date: 1982-04-29
Also published as: JPS5755215A

Description

Klimaanlage für Personenkraftwagen oder dergl.
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Personenkraftwagen oder dergl. mit.einem im Kreislauf geführten Arbeitsmittel und einem Luftserom zur Klimatisierung des Fahrgastraumes.
Derartige Anlagen werden in Personenkraftwagen, Autobussen, teilweise auch im Fahrerhaus von Lastkraftwagen vorgesehen. Sie werden hauptsächlich in den heißen Jahreszeiten in Betrieb genommen, um die Temperaturen in den von Personen benutzten Räumen auf ein für Personen erträgliches Maß zu halten.
Es ist bekannt, die Klimaanlage an die Kühiflüssigkeit der Kfz-Anlage anzuschließen. Um eine ausreichende Klimatisierung zu erreichen, muß die Kühlanlage wesentlich vergrößert werden. Auch zusätzliche energieaufwendige Kühlanlagen sind bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu schaffen, mit der ohne großen Investitions-und Energieaufwand der Fahrgastraum eines Personenkraftwagens oder dergl. in der heißen Jahreszeit klimatisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen im Abgaskanal hinter dem Motor vorgesehenen Wärmeaustauscher, einem in den Fahrgastraum hineingeführten Klimakanal mit eingebautem Verdampfer und Ventilator, einem Kondensator, einer Heißluftflüssigkeits-Strahlpumpe, der das dem Verdampfer entnommene kalte, entspannte, gasförmige und das dem Wärmeaustauscher entnommene heiße, komprimierte flüssige Arbeitsmittel zugeführt wird, wobei die Heißflüssigkeits-Strahlpumpe das heiße, komprimierte gasförmige Arbeitsmittel an den Kondensator weiterleitet und das Arbeitsmittel hinter dem Kondensator in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine zum Verdampfer im Klimakanal und der andere Teilstrom zu einer Druckpumpe vor dem Wärmeaustauscher im Abgaskanal geführt ist.
Die erfindungsgemäße Anlage erzeugt aus niederer Temperatur (Anergie - aufgewärmte Fahrgastraumluft) und hoher Temperatur (Exergie - Motorabgase) mittels eines thermodynamischen Kreisprozesses nutzbare Energie zum Klimatisieren von Fahrgasträumen.
Die erfindungsgemäße Anlage arbeitet mit einem guten Wirkungsgrad und hat wegen der einfachen Bauweise der Heißfldssigkeits-Strahlpumpe eine große Betriebssicherheit. An zusätzlicher Energie ist nur der Antrieb der Druckpumpe in der Leitung zum Wärmeaustauscher im Abgaskanal erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schaltplan der Klimaanlage, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Flüssigkeits-Strahlpumpe.
Die Klimaanlage besteht im wesentlichen aus einem Wärmeaustauscher 2, einem Kondensator 6, einer Flüssigkeits-Strahlpumpe 8 und einer Druckpumpe 9.
Der Kondensator 2 ist im Abgaskanal 1 hinter dem nicht dargestellten Kfz-Motor untergebracht. Der Verdampfer 4 befindet sich in einem Klimakanal 3, der mit seinem austrittsseitigen Ende 3a über eine nicht dargestellte Leitung mit einem Fahrgastraum verbunden ist. Das eintrittsseitige Ende 3b des Klimakanals 3 kann so eingerichtet sein, daß Frischluft und/oder Umluft aus dem Fahrgastraum mittels eines Ventilators 5 angesaugt wird. Der Kondensator befindet sich in einem Kanal 7, der vom Fahrwind beaufschlagbar ist. Die Flüssigkeits-Strahlpumpe 8 steht mit dem Wärmeaustauscher 2 in Verbindung. Die Druckpumpe 10 befindet sich innerhalb einer Leitung 11 und ist mit dem Ausgang des Kondensators 6 verbunden. Eine Leitung 12 verbindet den Wärmeaustauscher 2 und eine Leitung 13 den Verdampfer 4 mit der Flüssigkeits-Strahlpumpe 8, von der eine Leitung 14 zum Kondensator 6 geführt ist. Im Anschluß an die Kondensator-Austrittsleitung 15 erfolgt eine Gabelung, wobei die Leitung 15 einmal in die Leitung 1 übergeht und zum anderen an eine Zweigleitung 16 mit einem Ventil 10 angeschlossenist, die zum Verdampfer 4 geführt ist.
In dem geschlossenen Gesamtsystem ist ein einheitliches Arbeitsmittel, beispielsweise Frigen 113 (C3F3C13), im Kreislauf geführt.
Über die Leitung 13 wird der Heißflüssigkeits-Strahlpumpe 8 das kalte, entspannte, gasförmige Arbeitsmittel zugeführt, und gleichzeitig gelangt über die Leitung 12 heißes, komprimiertes, flüssiges Arbeitsmittel in diese Pumpe. In der Heißflüssigkeits-Strahlpumpe 8 wird heißes, komprimiertes, gasförmiges Arbeitsmittel erzeugt, das über die Leitung 14 in den Kondensator 6 gelangt. Im Kondensator 6 gibt das komprimierte heiße, gasförmige Arbeitsmittel Kondensationswärme ab und kondensiert. Das flüssige, komprimierte Arbeitsmittel wird am Ausgang 15 des Kondensators 6 in zwei Teilströme geteilt.
Die Menge des flüssigen Arbeitsmittels, die der HeiRflfissigkeits-Strahlpumpe zugeführt wurde, wird über die Leitung 11 von der Druckpumpe 9 in den Wärmeaustauscher 2 gefördert, wobei das flüssige Arbeitsmittel gleichzeitig komprimiert wird. Der Wärmeaustauscher 2 ist in einem Abgaskanal 1 angeordnet, der von einem nicht dargestellten Kfz-Motor ausgeht und die Wärme an das im Wärmeaustauscher 2 befindliche, flüssige, komprimierte Arbeitsmittel abgibt.
Der zweite Teilstrom des flüssigen, komprimierten Arbeitsmittels gelangt über die Leitung 16 in das Entspannungsventil 10 und anschließend in den Verdampfer 4. Dort wird dem flüssigen Arbeitsmittel Wärme niederer Temperatur (Anergie) zugeführt, wo es verdampft. Der.Verdampfer 4 befindet sich in einem Klimakanal 4, dem beispielsweise die im Fahrgastraum erwärmte Luft zugeführt wird. Das gasförmige, entspannte, kalte Arbeitsmittel wird aus dem Verdampfer 4 über die Leitung 13 in die Heißflüssigkeits-Strahlpumpe 8 geführt.
Die Steuerung der Klimaanlage erfolgt durch an sich bekannte Mittel, insbesondere durch Regelung des Ventilators 5, des Entspannungsventils 10 und der Druckpumpe 9.
Die Heißflüssigkeits-Strahlpumpe 8 besteht aus der Expansionsdüse 17, der Saugdüse 18, dem Mischrohr 19 und dem Diffusor 20. Aus der Leitung 12 gelangt das heiße, komprimierte flüssige Arbeitsmittel durch die Expansionsdüse 17 in die Heißflüssigkeits-Strahlpumpe 8, und aus der Leitung 13 wird das kalte, entspannte, gasförmige Arbeitsmittel durch die Saugdüse 18 in die Heißflüssigkeits-Strahlpumpe 8 gesaugt. In den Düsen 17 und 18 expandieren flüssiges und gasförmiges Arbeitsmittel auf die Isotherme, vermischen sich im Mischrohr 19 und erfahren im Diffusor 20 eine Druckerhöhung. Die Expansionsdüse 17 kann so bemessen werden, daß gasförmiges und flüssiges Arbeitsmittel vor ihrer Vermischung nahezu die gleiche Geschwindigkeit haben; die Mischung erfolgt also bei konstanter Geschwindigkeit und Temperatur. Durch diese Arbeitsweise werden die durch Mischung und Reibung verursachten Energieverluste auf ein Minimum herabgesetzt.

Claims

P a t e n t a n 8 p r ü c h e Klimaanlage für Personenkraftwagen oder dergl.

mit einem im Kreislauf geführten Arbeitsmittel und einem Luftstrom zur Klimatisierung des Fahrgastraumes, gekennzeichnet durch a) einen im Abgaskanal (1) hinter dem Motor vorgesehenen Wärmeaustauscher (2), b) einen in den Fahrgastraum hineingeführten Klimakanal (3) mit eingebautem Verdampfer (4) und Ventilator (5), c) einem Kondensator (6), d) eine Heißflüssigkeit-Strahlpumpe (8), der das dem Verdampfer (4) entnommene kalte, entspannte, gasförmige und das dem Wärmeaustauscher (2) entnommene heiße komprimierte flüssige Arbeitsmittel zugeführt wird, e) wobei die Heißflüssigskeits-Strahlpumpe (8) das heiße, komprimierte gasförmige Arbeitsmittel an den Kondensator (6) weiterleitet, f) und das Arbeitsmittel hinter dem Kondensator (6) in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine zum Verdampfer (4) im Klimakanal (3) und der andere Teilstrom zu einer Druckpumpe (9) vor dem Wärmeaustauscher (2) im Abgaskanal (1) geführt ist0 2.) Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klimakanal (3) Frisch- und/oder Umluft aus dem Fahrgastraum zugeführt wird.

3.) Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das austrittsseitige Ende (3a) des Klimakanals (3) eine in den Fahrgastraum hineingeführte Leitung und an das eintrittsseitige Ende (3b) des Klimakanals (3) eine vom Fahrgastraum kommende Leitung angeschlossen ist.

4.) Klimaanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) vom Fahrwind kühlbar ist.-5.) Klimaanalge nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator mittels eines Ventilators kühlbar ist.

6.) Klimaanlage nach den AnsprUchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Verdampfer (4) geführte Leitung (16) mit einem Ventil (lo) versehen ist.