DE3803439A1

DE3803439A1 - Air-conditioning system for a motor vehicle

Info

Publication number: DE3803439A1
Application number: DE19883803439
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl Ing Riess
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1989-08-17

Abstract

The invention relates to an air-conditioning system for a motor vehicle, with a heating-system heat exchanger (4) which is arranged in a ventilation box (1) of the ventilation system and can be supplied with part of the flow of the cooling-water circuit of the engine cooling system in order to heat the air in the ventilation system, and with an additional cooling system which serves for cooling the air in the ventilation system and has a cooling circuit guided through the ventilation box (1) of the ventilation system and a compression-type refrigerating machine (14, 17, 18) driven by the motor-vehicle engine (8). In order, with a refrigerating machine of this type, to manage without an additional lamellar heat exchanger in the ventilation box (1), the invention proposes that the additional cooling system has a cooling-water circuit which can be cooled via a heat exchanger (19) by the coolant of the compression-type refrigerating machine (14, 17, 18) and that the heating-system heat exchanger (4), which is arranged in the ventilation box (1) of the ventilation system, can optionally be connected, via a change-over valve (7), either to the cooling-water circuit of the engine cooling system or to the cooling-water circuit of the additional cooling system. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraft fahrzeug, mit einem im Lüftungskasten des Belüftungs systemes angeordneten Heizungswärmetauscher, der zur Erwärmung der Luft des Belüftungssystemes mit einem Teilstrom des Kühlwasserkreislaufes der Motorkühlung beaufschlagbar ist, und mit einem zur Kühlung des Luft des Belüftungssystemes dienenden zusätzlichen Kühlsystem, welches einen durch den Lüftungskasten des Belüftungssystemes geführten Kühlkreislauf und eine vom Motor des Kraftfahrzeuges angetriebene Kom pressor-Kältemaschine aufweist.The invention relates to an air conditioning system for a power vehicle, with one in the ventilation box of the ventilation Systemes arranged heating heat exchanger, which for Heating the air of the ventilation system with a Partial flow of the cooling water circuit of the engine cooling is acted upon, and with a for cooling the Air serving the ventilation system Cooling system, which one through the ventilation box of the ventilation system guided cooling circuit and a Kom driven by the engine of the motor vehicle pressor chiller.

Bei den nach dem Stande des Technik bekannten Klima anlagen des angegebenen Art weist das zusätzliche Kühlsystem einen im Lüftungskasten des Kraftfahrzeu ges angeordneten Direktverdampfes auf, in welchem das Kältemittel der Kompressor-Kältemaschine verdampft wird und der von der Belüftungsluft umspült wird. Die ser Direktverdampfer ist bei den nach dem Stande der Technik bekannten Klimaanlagen als Lamellen-Wärmetau scher ausgebildet, bei in der Herstellung verhältnis mäßig teuer ist. Die Anordnung des Direktverdampfens im Belüftungskasten des Belüftungssystemes macht ins besondere bei der Nachrüstung von Kraftfahrzeugen mit einer Klimaanlage große Schwierigkeiten. Neben dem Einbau der Kompressor-Kältemaschine sind für diese Nachrüstung nämlich umfangreiche Umbauarbeiten am vor handenen Belüftungssystem erforderlich. Weil ein Nach rüsten des vorhandenen Lüftungskastens mit einem Di rektverdampfer meistens nicht möglich ist, muß in der Regel ein völlig neuer Lüftungskasten eingebaut wer den. Außerdem muß meistens ein neues, an die neuen Strömungswiderstände angepaßtes Lüftungsgebläse einge baut werden. Schließlich macht die Typenvielfalt, der Lüftungskästen und Direktverdampfer Schwierigkeiten.In the climate known from the prior art systems of the specified type have the additional Cooling system one in the ventilation box of the motor vehicle arranged direct evaporation, in which the Refrigerant of the compressor chiller evaporates and which is surrounded by the ventilation air. The This direct evaporator is the state of the art Technology known as air conditioning systems as finned heat shear trained, in the manufacturing ratio is moderately expensive. The arrangement of direct evaporation in the ventilation box of the ventilation system ins especially when retrofitting motor vehicles with air conditioning great difficulty. Next to the Installation of the compressor chiller are for this Retrofitting namely extensive renovation work on the existing ventilation system required. Because an after equip the existing ventilation box with a Di rectifier is usually not possible, must in the Usually a completely new ventilation box is installed the. In addition, a new one usually has to be added to the new one Flow resistance adapted ventilation fan on be built. After all, the variety of types makes the Ventilation boxes and direct evaporator difficulties.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Klimaanlage der ein gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ein Direktverdampfer im Lüftungskasten nicht mehr er forderlich ist. Dadurch sollen einerseits bei der Neu ausrüstung von Kraftfahrzeugen Kosten gespart werden und andererseits die Nachrüstung von Kraftfahrzeugen mit einer Klimaanlage erheblich erleichtert werden.It is an object of the invention, the air conditioning of a gangs mentioned in such a way that a direct evaporator in the ventilation box no longer he is required. On the one hand, this should help with the new equipment of motor vehicles costs can be saved and on the other hand the retrofitting of motor vehicles can be made considerably easier with air conditioning.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus gehend von einer Klimaanlage der eingangs genannten Art vor, daß das zusätzliche Kühlsystem einen Kühlwas serkreislauf aufweist, der über einen Wärmetauscher vom Kältemittel der Kompressor-Kältemaschine kühlbar ist, und daß der im Lüftungskasten des Belüftungs systemes angeordnete Heizungswärmetauscher über ein Umschalt ventil wahlweise an den Kühlwasserkreislauf der Mo torkühlung oder den Kühlwasserkreislauf des zusätzli chen Kühlsystemes anschließbar ist.To achieve this object, the invention proposes going from an air conditioner of the type mentioned Kind of that the additional cooling system a cooling water Serkkreislauf that has a heat exchanger Can be cooled by the refrigerant of the compressor chiller and that is in the ventilation box of the ventilation system arranged heating heat exchanger via a switch valve optionally to the cooling water circuit of the Mo door cooling or the cooling water circuit of the addi Chen cooling system can be connected.

Die Klimaanlage gemäß der Erfindung verwendet den im Lüftungskasten ohnehin vorhandenen Heizungswärmetau scher sowohl für die Erwärmung der Luft des Belüf tungssystemes als auch für die Kühlung der Luft des Belüftungssystemes. Infolgedessen wird im Lüftungs kasten des Belüftungssystemes kein aufwendiger Direkt verdampfer in Lamellenbauweise benötigt. Stattdessen benötigt die Klimaanlage gemäß der Erfindung einen einfachen Wärmetauscher zwischen dem Kältemittelkreis lauf der Kompressor-Kältemaschine und dem Kühlwasser kreislauf des zusätzlichen Kühlsystemes. Dieser Wärme austauscher kann im Gegensatz zum Direktverdampfer im Lüftungskasten als einfacher Durchlaufkühler ausgebil det sein, dessen Herstellungskosten erheblich niedri ger liegen, als der nach dem Stande der Technik verwendete Direktverdampfer im Lüftungskasten.The air conditioner according to the invention uses the in Ventilation box existing heating heat rope shear both for heating the air of the aeration tion system as well as for cooling the air of the Ventilation system. As a result, in ventilation box of the ventilation system no complex direct evaporator in lamellar construction required. Instead the air conditioner according to the invention requires one simple heat exchanger between the refrigerant circuit the compressor chiller and the cooling water circuit of the additional cooling system. That warmth In contrast to the direct evaporator, the exchanger can Ventilation box designed as a simple continuous cooler be det, the manufacturing costs of which are considerably low lie than that of the prior art used direct evaporator in the ventilation box.

Besondere Vorteile hat die Erfindung bei der Nach rüstung von Kraftfahrzeugen mit einer Klimaanlage. Hierzu kann nämlich der Lüftungskasten mit dem darin angeordneten Heizungswärmetauscher und angeschlosse nem Gebläse völlig unverändert belasten werden. Für die Nachrüstung brauchen lediglich im Motorraum an gut zugänglicher Stelle die Kompressor-Kältemaschine, der zusätzliche Wärmetauscher, das Umschaltventil und die Kühlwasserleitungen des zusätzlichen Kühlwasser kreislaufes installiert zu werden. Diese Nachrüstung ist ersichtlich von den verschiedenen Kraftfahrzeug typen und insbesondere von verschieden ausgebildeten Lüftungskästen des Belüftungssystemes absolut unabhän so daß mit einem standartisierten Bausatz prak tisch jedes Kraftfahrzeug kostengünstig mit einer Klimaanlage nachgerüstet werden kann.The invention has particular advantages in the aftermath armor of motor vehicles with air conditioning. This is because the ventilation box with the inside arranged heating heat exchanger and connected load the blower completely unchanged. For the retrofit is only needed in the engine compartment the compressor refrigeration machine, the additional heat exchanger, the changeover valve and the cooling water pipes of the additional cooling water circuit to be installed. This retrofit can be seen from the various motor vehicles types and in particular of differently trained Ventilation boxes of the ventilation system are absolutely independent so that practically with a standardized kit table any motor vehicle inexpensively with a Air conditioning can be retrofitted.

Durch eine entsprechende Steuerung des Umschaltventi les oder durch Ausbildung des Umschaltventiles als Regelventil kann die Steuerung und die Regelung der Klimaanlage auf besonders einfache Art und Weise be werkstelligt werden.By appropriate control of the changeover valve les or by designing the changeover valve as Control valve can control and regulate the Air conditioning in a particularly simple way be made.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen den anhand der Zeichnung näher erläutert, in der sche matisch ein Schaltbild der Klimaanlage gemäß der Er findung dargestellt ist.An embodiment of the invention will follow the explained in more detail with reference to the drawing, in the cal matically a circuit diagram of the air conditioning system according to the Er is shown.

In der Zeichnung ist der Lüftungskasten eines Kraft fahrzeuges mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Dieser Lüftungskasten 1 ist gewöhnlich oberhalb der Lenk säule im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges einge baut. Dieser Lüftungskasten 1 enthält im Ansaugbe reich einen Lüfter 2, der die Lüftungsluft 3 ansaugt und durch einen als Lamellen-Wärmetauscher ausgebilde ten Wärmetauscher 4 drückt, der im Inneren des Lüf tungskastens 1 angeordnet ist. Ein sich anschließen des Luftverteilungssystem verteilt die aus dem Lüf tungskasten austretende Luft auf den Innenraum des Kraftfahrzeuges (vgl. die in der Zeichnung dargestell ten Pfeile).In the drawing, the ventilation box of a motor vehicle is designated by the reference number 1 . This ventilation box 1 is usually built above the steering column in the dashboard of the motor vehicle. This ventilation box 1 contains rich in the Ansaugbe a fan 2 , which sucks in the ventilation air 3 and presses through a trained as a finned heat exchanger th heat exchanger 4 , which is arranged inside the ventilation box 1 . Connecting the air distribution system distributes the air emerging from the ventilation box to the interior of the motor vehicle (cf. the arrows shown in the drawing).

Der Heizungswärmetauscher 4 ist über eine Zulauflei tung 5 und eine Rücklaufleitung 6 an ein Umschaltven til 7 angeschlossen, über welches er wahlweise mit einem Teilkreislauf des heißen Kühlwassers der Motor kühlung oder mit dem tiefgekühlten Kühlwasserkreislauf eines zusätzlichen Kühlsystemes beaufschlagbar ist, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird.The heating heat exchanger 4 is connected via a supply line 5 and a return line 6 to a Umschaltven valve 7 , via which it can be cooled either with a partial circuit of the hot cooling water of the engine cooling or with the frozen cooling water circuit of an additional cooling system, as described below in more detail is explained.

Der heiße, durch den Motorblock 8 geführte Kühlwasser kreislauf des Motors weist in herkömmlicher Weise ei nen Kühler 9 und eine Umwälzpumpe 10 auf, die durch Kühlwasserleitungen miteinander verbunden sind. Im Kühlwasserkreislauf ist weiterhin ein Thermostat 11 angeordnet, der die Kühlwassertemperatur auf eine be stimmte maximale Temperatur begrenzt. Ein Teilkreis lauf dieses Kühlwasserkreislaufes der Motorkühlung ist über eine Warmwasservorlaufleitung 12 und eine Warmwasserrücklaufleitung 13 an das Umschaltventil 7 angeschlossen.The hot, led by the engine block 8 cooling water circuit of the engine in a conventional manner egg NEN cooler 9 and a circulating pump 10 , which are connected by cooling water lines. In the cooling water circuit, a thermostat 11 is also arranged, which limits the cooling water temperature to a certain maximum temperature. A partial circuit of this cooling water circuit of the engine cooling is connected via a hot water supply line 12 and a hot water return line 13 to the changeover valve 7 .

Das zusätzliche Kühlsystem weist einen Kältekompres sor 14 auf, der über eine ausrückbare mechanische Kupplung 15 und eine Welle 16 vom Motor des Kraftfahr zeuges antreibbar ist. Dieser Kältekompressor 14 liegt in einem Kältemittelkreislauf, der einen von der Außenluft gekühlten Kondensator 17, ein Einspritz ventil 18 und einen als Verdampfer dienenden Wärmetau scher 19 enthält. Dieser als Verdampfer dienende Wär metauscher 19 ist als einfacher Doppelrohr-Durchlauf wärmetauscher ausgebildet und somit in der Bauweise erheblich kostengünstiger, als die beim Stand der Technik üblichen Direktverdampfer.The additional cooling system has a refrigeration compressor 14 , which can be driven by a disengageable mechanical clutch 15 and a shaft 16 from the motor of the motor vehicle. This refrigeration compressor 14 is located in a refrigerant circuit, which contains a condenser 17 cooled by the outside air, an injection valve 18 and a heat exchanger serving as an evaporator 19 . This serving as an evaporator heat exchanger 19 is designed as a simple double-tube pass-through heat exchanger and is therefore considerably less expensive in construction than the direct evaporators customary in the prior art.

Weiterhin enthält der Kältemittelkreislauf einen Trockner 20 mit Schauglas, einen Sammler 21 sowie ein Saugdruckregelventil 22, mit welchem die Kühlleistung den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden kann.Furthermore, the refrigerant circuit contains a dryer 20 with a sight glass, a collector 21 and a suction pressure control valve 22 with which the cooling capacity can be adapted to the respective requirements.

Der Wärmetauscher 19 liegt in einem Kühlwasserkreis lauf, dessen Kühlwasser von dem Wärmetauscher 19 auf sehr niedrige Temperaturen heruntergekühlt wird. Die ses Kühlwasser des zusätzlichen Kühlkreislaufes ent hält deshalb ein handelsübliches Frostschutzmittel in der erforderlichen Konzentration. Es hat somit die gleiche Zusammensetzung, wie das üblicherweise für die Motorkühlung verwendete Kühlwasser. Der Kühlwas serkreislauf des zusätzlichen Kühlsystemes ist über eine Kaltwasservorlaufleitung 24 und eine Kaltwasser rücklaufleitung 25 an das Umschaltventil 7 angeschlos sen und enthält eine Umwälzpumpe 26.The heat exchanger 19 lies in a cooling water circuit, the cooling water of which is cooled down by the heat exchanger 19 to very low temperatures. This cooling water from the additional cooling circuit therefore contains a commercially available antifreeze in the required concentration. It therefore has the same composition as the cooling water commonly used for engine cooling. The cooling water circuit of the additional cooling system is connected via a cold water supply line 24 and a cold water return line 25 to the switching valve 7 and contains a circulation pump 26 .

Das Umschaltventil 7 ist als 5/2-Wegeventil ausgebil det. In der in der Zeichnung dargestellten Schaltstel lung befindet sich die Klimaanlage in der Heizungs stellung. In dieser Stellung ist der Heizungswärme tauscher 4 an den heißen Kühlwasserkreislauf des Mo tors angeschlossen und heizt die angesaugte Lüftungs luft entsprechend auf. In der anderen, in der Zeich nung nicht dargestellten Schaltstellung verbindet das Umschaltventil 7 den Heizungswärmetauscher mit dem Kühlwasserkreislauf des zusätzlichen Kühlsystemes, der von der Kompressor-Kältemaschine über den Wärme tauscher 19 auf sehr niedriger Temperatur gehalten wird. Infolgedessen wird die angesaugte Belüftungs luft in dem Heizungswärmetauscher 4 gekühlt.The switching valve 7 is ausgebil det as a 5/2-way valve. In the switch position shown in the drawing, the air conditioning is in the heating position. In this position, the heating heat exchanger 4 is connected to the hot cooling water circuit of the engine and heats the intake air accordingly. In the other switch position, not shown in the drawing, the switching valve 7 connects the heating heat exchanger to the cooling water circuit of the additional cooling system, which is kept by the compressor-chiller via the heat exchanger 19 at a very low temperature. As a result, the intake ventilation air is cooled in the heating heat exchanger 4 .

Das Umsteuerventil 7 wird von einem Regler 27 gesteu ert, der von Temperaturfühlern 28 geführt wird und mit einem Sollwertsteller 29 auf einen gewünschten Sollwert eingestellt werden kann. Dieser Regler steuert das Umschaltventil 7 so, daß sich - je nach Außentemperatur - im Innenraum des Fahrzeuges die ge wünschten Temperaturen ergeben.The reversing valve 7 is controlled by a controller 27 which is guided by temperature sensors 28 and can be adjusted to a desired setpoint by means of a setpoint adjuster 29 . This controller controls the switching valve 7 so that - depending on the outside temperature - the desired temperatures result in the interior of the vehicle.

Claims

Air conditioning system for a motor vehicle, with a heating heat exchanger arranged in a ventilation box of the ventilation system, which can be supplied with a partial flow of the cooling water circuit of the engine cooling for heating the air of the ventilation system, and with an additional cooling system serving to cool the air of the ventilation system, Ventilation box of the ventilation system-guided cooling circuit and a compressor-Kältema machine driven by the motor of the motor vehicle, characterized in that the additional cooling system has a cooling water circuit which runs via a heat exchanger ( 19 ) from the refrigerant of the compressor refrigeration machine ( 14 , 17 , 18 ) is coolable, and that the heating heat exchanger ( 4 ) arranged in the ventilation box ( 1 ) of the ventilation system ( 4 ) can be closed via a changeover valve ( 7 ) either on the cooling water circuit of the engine cooling system or on the cooling water circuit of the additional cooling system.