DE4124888C2

DE4124888C2 - Device for selectively heating and cooling vehicle compartments

Info

Publication number: DE4124888C2
Application number: DE19914124888
Authority: DE
Inventors: Dietrich Schmalenbach
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2011-07-27
Also published as: DE4124888A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum wahlweisen Beheizen und Kühlen von Kraftfahrzeugräumen, bei der in einem Flüssigkeitskreislauf, der eine Antriebs-Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs einbezieht, folgende Bestandteile eingebaut sind:The invention relates to an optional device Heating and cooling of motor vehicle compartments, in one Liquid circuit, which is a drive internal combustion engine of the Motor vehicle, the following components are installed:

(a) a heater that operates by burning fuel Generates heat and releases it to the liquid;
(b) a cooler containing a refrigerant evaporator and in operation removes heat from the liquid;
(c) the heater and the cooler in two parallel branches of the Liquid circuit are arranged and at least a first Valve is provided which is determined by a position by which of the two parallel branches the liquid flows;
(d) at least one liquid / air heat exchanger to choose from Delivery of heating air and cooling air into the vehicle compartment; and
(e) a circulation pump;
(f) the coolant evaporator in a coolant circuit is involved, the compressor for compressing gaseous Coolant and a condenser to liquefy the contains compressed, gaseous coolant.

Eine derartige Vorrichtung, allerdings ohne das in den Merkmalen (a) und (c) angesprochene Heizgerät, ist aus der DE 38 03 439 A1 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird der Kompressor des Kühlmittelkreislaufs über eine Kupplung von der Antriebs- Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben.Such a device, but without the features (a) and (c) addressed heater, is known from DE 38 03 439 A1. In the known device, the compressor of the Coolant circuit via a clutch from the drive Internal combustion engine of the motor vehicle driven.

Bei einer derartigen Vorrichtung sind die dem Heizen dienenden Elemente und die dem Kühlen dienenden Elemente in einem gemeinsamen Flüssigkeitskreislauf verbunden. Statt eines eigenen Verdampfers, welcher der vorbeiströmenden Luft Wärme entzieht, ist der Flüssigkeit/Luft/Wärmetauscher, wie er herkömmlicherweise als Teil der Fahrzeugheizung vorhanden ist, mit Doppelfunktion wahlweise zur Abgabe von erwärmter Luft oder zur Abgabe von gekühlter Luft in den Fahrzeugraum vorgesehen. Man hat damit eine weniger bauaufwendige und weniger platzaufwendige Vorrichtung als beim gesonderten Vorsehen einer Beheizungsvorrichtung und einer Kühlvorrichtung.In such a device, those are used for heating Elements and cooling elements in one common fluid circuit connected. Instead of your own Evaporator, which extracts heat from the air flowing past the liquid / air / heat exchanger as conventionally part of it the vehicle heating is available, with dual function optionally for Delivery of heated air or delivery of cooled air in the Vehicle compartment provided. So you have a less complex and less space-consuming device than the separate Providing a heating device and a cooling device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der sich der Kühlungsbetrieb viel umfassender und feiner regeln läßt, als dies bei herkömmlichen Kraftfahrzeug-Klimaanlagen möglich war.The invention has for its object a device to create the type mentioned, in which the cooling operation can be regulated much more comprehensively and finer than with conventional ones Motor vehicle air conditioning was possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,To achieve this object, the device is in accordance with the invention characterized,

(g) that the compressor provided in the refrigerant circuit means an electric motor can be driven;
(h) and that for the power supply of the electric motor, a generator is provided, which is via a separable coupling from the Internal combustion engine is drivable.

Der eigene Generator muß nur dann angetrieben werden, wenn die Vorrichtung im Kühlungsbetrieb läuft.The own generator only has to be driven if the Device running in cooling mode.

Aus der DE 37 31 360 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage bekannt, bei der der Kompressor des Kühlmittelkreislaufs von einem Elektromotor angetrieben ist, siehe vorstehendes Merkmal (g). Die bekannte Klimaanlage arbeitet nicht mit der Kraftfahrzeugheizung auf einem gemeinsamen Flüssigkeit/Luft/Wärmetauscher.A motor vehicle air conditioning system is known from DE 37 31 360 A1, in which the compressor of the coolant circuit by one Electric motor is driven, see feature (g) above. The Known air conditioning does not work with the vehicle heater a common liquid / air / heat exchanger.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum wahlweisen Beheizen und Kühlen von Kraftfahrzeugräumen jeglicher Art vorgesehen. Als Beispiele seien genannt: Passagierräume von Personenkraftwagen, Laderäume von Lastkraftwagen, Führerkabinen von Baumaschinen oder Kränen, Wohnmobile, Motorboote, Flugzeugkabinen. Man kann die übliche Kraftfahrzeugheizung, die mit der erwärmten Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine arbeitet, insbesondere den oder die üblichen Flüssigkeit/Luft/Wärmetauscher dieser Kraftfahrzeugheizung und das zugehörige Luftführungs- und Luftverteilsystem für das wahlweise Beheizen mittels eines vom Laufen der Brennkraftmaschine unabhängigen Heizgeräts und Kühlen mittels des genannten Kühlers benutzen.The device according to the invention is for optional heating and Cooling of motor vehicle rooms of any kind is provided. As examples May be mentioned: passenger compartments of passenger cars, cargo compartments of Trucks, cabins of construction machinery or cranes, Motorhomes, motor boats, aircraft cabins. You can do the usual Motor vehicle heater with the heated coolant Internal combustion engine works, especially the one or more Liquid / air / heat exchanger of this automotive heater and that associated air routing and air distribution system for the optional Heating by means of running the internal combustion engine independent heater and cooling using the said cooler to use.

In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 sind Merkmale bevorzugter Weiterbildungen der Erfindung angegeben.In the dependent claims 2 to 7, features are more preferred Developments of the invention specified.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevor zugten, schematisiert zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt ein kombiniertes Beheizungs- und Kühlsystem für einen Kraftfahrzeugraum in Kombination mit einer dem Antrieb des Kraftfahr zeugs dienenden Brennkraftmaschine.The invention is based on a before drawn, schematically illustrated Embodiment explained in more detail. The Drawing figure shows a combined heating and Cooling system for a motor vehicle space in Combination with a motor drive convincing internal combustion engine.

Das gezeichnete System ist am einfachsten verständ lich, wenn man von dem in dicken Linien gezeichneten, insoweit herkömmlichen, auch der Beheizung des Kraftfahrzeugraums dienenden Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine ausgeht.The drawn system is the easiest to understand Lich, if one of the drawn in thick lines, insofar as conventional, also the heating of the Automotive coolant circuit serving the Internal combustion engine runs out.

Dieser Kühlmittelkreislauf 2 führt von einer Brenn kraftmaschine 4 zu einem Flüssigkeit/Luft-Wärme tauscher 6, von dort zu einer Kühlmittel-Umwälz pumpe 8 und von dort zurück in die Brennkraftmaschine 4. Der Wärmetauscher 6 ist in einem Luftschacht des Kraftfahrzeugs angeordnet, der über Verteildüsen in den Innenraum des Kraftfahrzeugs mündet. Dieser Luftschacht führt dem Wärmetauscher 6 von der äußeren Umgebung her angesaugte Luft (Frischluftbetrieb) und/ oder aus dem Kraftfahrzeugraum angesaugte Luft (Umluftbetrieb) zu. Der Vollständigkeit halber ist am Kühlflüssigkeitsausgang der Brennkraftmaschine 4 das dort üblicherweise vorhandene Thermostatventil 10 sowie ein Kühlflüssigkeitskreislaufteil von dem Thermostatventil 10 durch einen normalerweise im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Kühler 12 zurück zu der Umwälzpumpe 8 eingezeichnet, außerdem eine direkte Verbindung von dem Thermostat ventil zu der Umwälzpumpe 8. Bei kalter Brennkraft maschine 4 gibt das Thermostatventil 10 einen direkten Kühlflüssigkeitsrückströmweg zu der Umwälz pumpe 8 frei. Bei heißer Brennkraftmaschine 4 wird die Kühlflüssigkeit statt dessen durch den Kühler 12 geleitet.This coolant circuit 2 leads from an internal combustion engine 4 to a liquid / air heat exchanger 6 , from there to a coolant circulation pump 8 and from there back to the internal combustion engine 4th The heat exchanger 6 is arranged in an air duct of the motor vehicle, which opens into the interior of the motor vehicle via distribution nozzles. This air duct supplies the heat exchanger 6 with air drawn in from the external environment (fresh air mode) and / or air drawn in from the motor vehicle compartment (recirculation mode). For the sake of completeness, the thermostatic valve 10 which is usually present there and a coolant circuit part from the thermostatic valve 10 through a cooler 12 normally arranged in the front region of the motor vehicle are drawn back to the circulating pump 8 at the coolant outlet of the internal combustion engine 4 , and a direct connection from the thermostatic valve to the circulating pump 8 . When the internal combustion engine 4 is cold, the thermostatic valve 10 releases a direct coolant return flow path to the circulating pump 8 . When the internal combustion engine 4 is hot, the coolant is instead passed through the cooler 12 .

Mit dünnen Linien ist ein Flüssigkeitskreislauf 20 gezeichnet, mit dem sich ein wahlweises Beheizen und Kühlen des Kraftfahrzeugraums durchführen läßt, und zwar das Beheizen auch dann, wenn die Brenn kraftmaschine 4 nicht läuft. Zur Bildung dieses Flüssigkeitskreislaufs zweigt von dem vorstehend beschriebenen Kühlmittelkreislauf 2 an einer ersten Verzweigungsstelle 22 eine Flüssigkeitsleitung 24 ab, die an einer zweiten Verzweigungsstelle 26 wieder in den Kühlmittelkreislauf 2 einmündet. Die erste Verzweigungsstelle 22 liegt zwischen dem Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher 6 und der Brenn kraftmaschine 4, und zwar in Flüssigkeitsströmungs richtung hinter dem Wärmetauscher 6. Die zweite Verzweigungsstelle 26 liegt zwischen der Brennkraft maschine 4 und dem Wärmetauscher 6, und zwar in Flüssigkeitsströmungsrichtung hinter der Brenn kraftmaschine 4. An der ersten Verzweigungsstelle 22 ist ein zweites 3/2-Wegeventil 28 vorgesehen, das durch seine Stellung bestimmt, ob die Flüssig keit von dem Wärmetauscher 6 zurück zu der Brenn kraftmaschine 4 strömt oder durch die Leitung 24 und dann zurück zu dem Wärmetauscher 6.With thin lines, a liquid circuit 20 is drawn, with which an optional heating and cooling of the motor vehicle compartment can be carried out, namely the heating even when the internal combustion engine 4 is not running. In order to form this liquid circuit, a liquid line 24 branches off from the coolant circuit 2 described above at a first branching point 22 , which leads into the coolant circuit 2 again at a second branching point 26 . The first branch point 22 is between the liquid / air heat exchanger 6 and the internal combustion engine 4 , in the direction of liquid flow behind the heat exchanger 6 . The second branch point 26 is between the internal combustion engine 4 and the heat exchanger 6 , namely in the liquid flow direction behind the internal combustion engine 4th At the first branch point 22 , a second 3/2-way valve 28 is provided, which determines by its position whether the liquid flows from the heat exchanger 6 back to the internal combustion engine 4 or through the line 24 and then back to the heat exchanger 6 .

Die Leitung 24 verzweigt sich an einer fünften Verzweigungsstelle 30 in zwei Parallelzweige 32 und 34. An der fünften Verzweigungsstelle 30 ist ein erstes 3/2-Wegeventil 36 vorgesehen, das durch seine Stellung bestimmt, ob die Flüssigkeit durch den linken Parallelzweig 32 oder den rechten Parallelzweig 34 strömt. In dem linken Parallel zweig 32 ist ein Heizgerät 38 eingebaut, das in Betrieb durch Verbrennung von Brennstoff, z. B. Benzin, Dieselöl oder Gas, Wärme erzeugt. Derartige Heiz geräte, die häufig "motorunabhängige Heizgeräte" oder "Standheizgeräte" genannt werden, sind bekannt und käuflich erhältlich, so daß das Heizgerät 38 hier nicht näher beschrieben werden muß. Es sei lediglich erwähnt, daß das Heizgerät 38 einen integrierten Verbrennungsgas/Flüssigkeit-Wärme tauscher enthält und somit im Betrieb Wärme an die hindurchgeleitete Flüssigkeit abgibt.The line 24 branches at a fifth branch point 30 into two parallel branches 32 and 34 . At the fifth branch point 30 , a first 3/2-way valve 36 is provided, which, through its position, determines whether the liquid flows through the left parallel branch 32 or the right parallel branch 34 . In the left parallel branch 32 , a heater 38 is installed, which is in operation by burning fuel, for. B. gasoline, diesel oil or gas, generates heat. Such heaters, which are often called "engine independent heaters" or "auxiliary heaters" are known and commercially available, so that the heater 38 need not be described here. It should only be mentioned that the heater 38 contains an integrated combustion gas / liquid heat exchanger and thus emits heat to the liquid passed through it during operation.

In dem rechten Parallelzweig 34 ist ein Kühler 40 eingebaut. In dem Kühler 40 ist in Koaxialbauweise ein Kühlmittelverdampfer 42 eingebaut. Wenn in dem Verdampfer 42 unter Druck stehendes Kühlmittel expandierend verdampft, wird Wärme verbraucht, die der durch den Kühler 40 strömenden Flüssigkeit entzogen wird. Somit kann man den Kühler 40 auch als Wärmetauscher ansehen, in dem der Flüssigkeit Wärme entzogen wird.A cooler 40 is installed in the right parallel branch 34 . A coolant evaporator 42 is installed in the cooler 40 in a coaxial design. As pressurized refrigerant evaporates to expand in the evaporator 42 , heat is consumed which is extracted from the liquid flowing through the cooler 40 . Thus, the cooler 40 can also be viewed as a heat exchanger in which heat is extracted from the liquid.

Der Verdampfer 42 ist Teil eines Kühlmittelkreis laufs 44, dem außer dem Verdampfer ein Kompressor 46 für gasförmiges Kühlmittel und ein Kondensator 48 zum Kondensieren des verdichteten, gasförmigen Kühlmittels angehören. Der Kondensator 48 ist im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet, so daß er durch den Fahrtwind oder einen Kühlerven tilator gekühlt werden kann.The evaporator 42 is part of a coolant circuit 44 which, in addition to the evaporator, includes a compressor 46 for gaseous coolant and a condenser 48 for condensing the compressed, gaseous coolant. The capacitor 48 is arranged in the front region of the motor vehicle, so that it can be cooled by the airstream or a cooler valve.

In dem rechten Parallelzweig 34 sitzt außerdem ein Rückschlagventil 50, so daß der rechte Parallel zweig 34 nur in Richtung von dem ersten Ventil 36 durch den Kühler 40 durchströmt werden kann. Außerdem sitzt in der Leitung 24 vor der fünften Verzweigungsstelle 30 eine elektrisch angetriebene Umwälzpumpe 52. In the right parallel branch 34 there is also a check valve 50 , so that the right parallel branch 34 can only be flowed through in the direction of the first valve 36 through the cooler 40 . In addition, an electrically driven circulation pump 52 is located in line 24 in front of fifth branch point 30 .

In gestrichelten Linien ist eine Verbindungsleitung 54 eingezeichnet. Die Verbindungsleitung 54 führt von einer dritten Verzweigungsstelle 56 zu einer vierten Verzweigungsstelle 58. Die dritte Verzwei gungsstelle 56 befindet sich zwischen der Brenn kraftmaschine 4 und der beschriebenen zweiten Verzweigungsstelle 26, und zwar in Flüssigkeits strömungsrichtung hinter der Brennkraftmaschine 4. Zwischen der dritten Verzweigungsstelle 56 und der zweiten Verzweigungsstelle 26 ist ein Rück schlagventil 60 eingebaut, so daß die Flüssigkeit nur in Richtung von der dritten Verzweigungsstelle 56 zu der zweiten Verzweigungsstelle 26 strömen kann und nicht umgekehrt. Die vierte Verzweigungs stelle 58 befindet sich in der Leitung 24, und zwar zwischen der ersten Verzweigungsstelle 22 und der fünften Verzweigungsstelle 30.A connecting line 54 is shown in dashed lines. The connecting line 54 leads from a third branch point 56 to a fourth branch point 58 . The third desperation supply point 56 is located between the engine 4 and the second branching point described flow direction 26, in the liquid behind the internal combustion engine. 4 A check valve 60 is installed between the third branch point 56 and the second branch point 26 , so that the liquid can only flow in the direction from the third branch point 56 to the second branch point 26 and not vice versa. The fourth junction 58 is on line 24 , between the first junction 22 and the fifth junction 30 .

Wenn das erste Ventil 28 in der Stellung "Alle Flüssigkeit in die Leitung 24" steht, ist der Wärmetauscher 6 von der durch die Brennkraft maschine führenden Flüssigkeitsströmung abgekoppelt. Er erhält wahlweise zu Heizzwecken Flüssigkeit, die durch das Heizgerät 38 erwärmt worden ist, oder zu Kühlzwecken Flüssigkeit, die durch den Kühler 40 gekühlt worden ist, und zwar je nach Stellung des ersten Ventils 36. Wenn Beheizung des Kraft fahrzeugraums gewünscht ist, kann man auch mit einer Zwischenstellung des ersten Ventils 22 arbeiten, so daß der Wärmetauscher 6 von Flüssig keit durchströmt wird, die teils in der Brenn kraftmaschine 4 und teils in dem Heizgerät 38 erwärmt worden ist. When the first valve 28 is in the "All liquid in line 24 " position, the heat exchanger 6 is uncoupled from the liquid flow leading through the internal combustion engine. He receives liquid either for heating purposes, which has been heated by the heater 38 , or for cooling purposes, liquid which has been cooled by the cooler 40 , depending on the position of the first valve 36 . If heating of the motor vehicle compartment is desired, one can also work with an intermediate position of the first valve 22 , so that the heat exchanger 6 is flowed through by liquid, which has been partly heated in the internal combustion engine 4 and partly in the heater 38 .

Die Verbindungsleitung 54 tritt in Funktion, wenn, insbesondere bei nicht laufender Brennkraftmaschine 4, das zweite Ventil 28 in der Stellung "Alle Flüssigkeit zu der Brennkraftmaschine 4" steht. Unter der Wirkung der Umwälzpumpe 52 strömt die Flüssigkeit durch die Verbindungsleitung 54 und den hinteren Teil der Leitung 24 durch das Heizgerät 38 und dann zurück in den Kühlmittelkreislauf 2. Es ergibt sich eine Wärmeabgabe von der in dem Heizgerät 38 erwärmten Flüssigkeit am Wärmetauscher 6 und danach eine Wärmeabgabe an die Brennkraftmaschine 4. Typischer Betriebsfall hierfür ist die Beheizung des Fahr zeugraums zugleich mit einer Vorwärmung der Brenn kraftmaschine zur Erleichterung des Startens der Brennkraftmaschine 4, also insbesondere Vorbereitung eines Kraftfahrzeugs zum Los fahren nach einer kalten Nacht. Diese Betriebsweise macht in Ver bindung mit einem Kühlen der Flüssigkeit in dem Kühler 40 keinen Sinn, so daß das erste Ventil 36 in der Stellung "Alle Flüssigkeit zu dem Heiz gerät 38" sein muß.The connecting line 54 comes into operation when, in particular when the internal combustion engine 4 is not running, the second valve 28 is in the "all liquid to the internal combustion engine 4 " position. Under the action of the circulation pump 52 , the liquid flows through the connecting line 54 and the rear part of the line 24 through the heater 38 and then back into the coolant circuit 2 . This results in a heat emission from the liquid heated in the heater 38 at the heat exchanger 6 and then a heat emission to the internal combustion engine 4 . A typical operating case for this is the heating of the driving space at the same time as preheating the internal combustion engine to facilitate starting the internal combustion engine 4 , in particular preparing a motor vehicle for driving off after a cold night. This mode of operation makes no sense in connection with cooling the liquid in the cooler 40 , so that the first valve 36 must be in the position "all liquid to the heater 38 ".

Es sei erwähnt, daß in Parallelschaltung zu dem beschriebenen Wärmetauscher 6 ein oder mehrere, weitere Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher 6 vorgesehen sein können, beispielsweise ein Wärmetauscher 6 für die linke Personenkraftwagenseite und ein Wärmetauscher 6 für die rechte Personenkraftwagen- Seite. Üblicherweise ist dem Wärmetauscher 6 ein Ventilator zugeordnet, dessen einstellbare Drehzahl die Intensität der Beheizung und der Kühlung des Kraftfahrzeugraums bestimmt.It should be mentioned that in parallel to the heat exchanger 6 described one or more, further liquid / air heat exchangers 6 can be provided, for example a heat exchanger 6 for the left passenger car side and a heat exchanger 6 for the right passenger car side. A fan is usually assigned to the heat exchanger 6 , the adjustable speed of which determines the intensity of the heating and cooling of the motor vehicle compartment.

Der beschriebene Kompressor 46 des Kühlmittel kreislaufs ist mit einem elektronisch in seiner Drehzahl regelbaren Antriebs-Elektromotor 60 gekoppelt. Der für den Betrieb des Elektromotors 60 erforderliche Strom wird durch einen Generator 62 erzeugt, der an der Brennkraftmaschine 4 sitzt und von dieser antreibbar ist. Als Ausführungsbeispiel ist ein mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 4 gekoppelter Keilriemen trieb 64 eingezeichnet. Zwischen dem Keilriemen trieb 64 und dem Generator 62 befindet sich eine Magnetkupplung 66. Bei gekuppelter Magnetkupplung 66 wird der Generator 62 angetrieben, während der Generator 62 bei entkuppelter Magnetkupplung 66 nicht angetrieben wird.The described compressor 46 of the coolant circuit is coupled to a drive electric motor 60 that can be electronically controlled in terms of its speed. The current required for the operation of the electric motor 60 is generated by a generator 62 which sits on the internal combustion engine 4 and can be driven by the latter. As an exemplary embodiment, a V-belt drive 64 coupled to the crankshaft of the internal combustion engine 4 is shown. A magnetic clutch 66 is located between the V-belt 64 and the generator 62 . When the magnetic clutch 66 is coupled, the generator 62 is driven, while the generator 62 is not driven when the magnetic clutch 66 is uncoupled.

Eine Regeleinrichtung 68 ist mit einem Kraftfahr zeugraum-Temperaturfühler 70 verbunden und weist einen Sollwertgeber 72 auf. Die Regeleinrichtung 68 ist außerdem mit dem Elektromotor 60 und der Magnetkupplung 66 verbunden. Die Regeleinrichtung 68 dient beim bezeichneten Ausführungsbeispiel der Regelung des Kühlungsbetriebs des Systems; sie kann aber auch derart ausgebildet sein, daß sie zusätzlich die Regelung des Heizungsbetriebs des Systems übernimmt.A control device 68 is connected to a motor vehicle temperature sensor 70 and has a setpoint generator 72 . The control device 68 is also connected to the electric motor 60 and the magnetic coupling 66 . The control device 68 is used in the exemplary embodiment described to control the cooling operation of the system; but it can also be designed such that it also takes over the control of the heating operation of the system.

Wenn der Temperaturfühler 70 feststellt, daß die Temperatur des Kraftfahrzeugraums über der einge stellten Soll-Temperatur liegt, wird der Elektro motor 60 in Gang gesetzt und die Magnetkupplung 66 eingekuppelt. Je nach Größe des Temperatur unterschieds zwischen Soll-Temperatur und Ist- Temperatur wird der Elektromotor 60 mit höherer oder niedrigerer Drehzahl betrieben.If the temperature sensor 70 determines that the temperature of the vehicle compartment is above the set target temperature, the electric motor 60 is started and the magnetic clutch 66 is coupled. Depending on the size of the temperature difference between the target temperature and the actual temperature, the electric motor 60 is operated at a higher or lower speed.

Kombiniert mit der beschriebenen Art der Regelung ist eine weitere, durch die Regeleinrichtung 68 bewerkstelligte Regelung. An der Luftzuströmseite des Wärmetauschers 6 sitzt ein weiterer Temperatur fühler 74 und an der Luftaustrittsseite des Wärme tauschers 6 ein weiterer Temperaturfühler 76. Wenn der Kühlbedarf besteht, sorgt die Regeleinrichtung 68 unter Beeinflussung der Drehzahl des elektronisch geregelten Elektromotors 60 dafür, daß der Flüssigkeit in dem Kühler 40 so viel Wärme entzogen wird, daß die Luft an der Austritts seite des Wärmetauschers 6 eine Temperatur hat, die zwischen 0 und 6°C unterhalb der Lufttemperatur an der Eintrittsseite des Wärmetauschers 6 ist. Bei erheblicher Differenz zwischen Soll-Temperatur und Ist-Temperatur im zu kühlenden Kraftfahrzeugraum wird dabei der obere Grenzwert von 6°C angestrebt, um den Kraftfahrzeugraum möglichst rasch herunter zukühlen. Das Nicht-Überschreiten des Grenzwerts von 6°C ist vorteilhaft, um Zuglufterscheinungen bei den Kraftfahrzeuginsassen zu vermeiden.Combined with the type of regulation described is a further regulation brought about by the regulating device 68 . On the air inflow side of the heat exchanger 6 is a further temperature sensor 74 and on the air outlet side of the heat exchanger 6 another temperature sensor 76th When there is a need for cooling, the control device 68, under the influence of the speed of the electronically controlled electric motor 60, ensures that so much heat is removed from the liquid in the cooler 40 that the air on the outlet side of the heat exchanger 6 has a temperature which is between 0 and 6 ° C below the air temperature on the inlet side of the heat exchanger 6 . If there is a significant difference between the target temperature and the actual temperature in the motor vehicle compartment to be cooled, the upper limit of 6 ° C. is aimed at in order to cool the motor vehicle compartment as quickly as possible. Not exceeding the limit of 6 ° C is advantageous in order to avoid drafts in the motor vehicle occupants.

Es wird betont, daß das beschriebene Heiz- und Kühlsystem auch für Fahrzeuge ohne Antriebs- Brennkraftmaschine 4 vorgesehen sein kann, beispielsweise Wohnwagenanhänger oder Segelboote. Diesen Fall kann man sich dadurch vorstellen, daß der links von der gewellten Linie 78 gezeichnete Systemteil nicht vorhanden ist und daß zwischen dem Kreislauf 2 und der Leitung 24 die strichpunktierte Verbindung 80 besteht. Dann hat man ein mit dem Wärmetauscher 6 arbeitendes Heiz- und Kühlsystem vor sich, bei dem dem Wärmetauscher 6 alternativ Flüssigkeit, die im Heizgerät 38 erwärmt worden ist, und Flüssigkeit, die im Kühler 40 gekühlt worden ist, zugeführt werden kann. It is emphasized that the heating and cooling system described can also be provided for vehicles without an internal combustion engine 4 , for example caravan trailers or sailing boats. This case can be imagined by the fact that the system part drawn to the left by the wavy line 78 is not present and that the dash-dot connection 80 exists between the circuit 2 and the line 24 . Then there is a heating and cooling system working with the heat exchanger 6 , in which the heat exchanger 6 can alternatively be supplied with liquid which has been heated in the heater 38 and liquid which has been cooled in the cooler 40 .

Die beiden Ventile 28 und 36 sind baugleich. Die (Kühl-)Flüssigkeit in dem kombinierten Kreislauf 2, 20 ist normalerweise Wasser oder Wasser/Alkohol- Gemisch.The two valves 28 and 36 are identical. The (cooling) liquid in the combined circuit 2 , 20 is normally water or a water / alcohol mixture.

Integriert in die Regeleinrichtung 68 oder gesondert hiervon ist eine Steuerung vorgesehen, die, wenn Kühl betrieb gewünscht ist, sowohl das erste Ventil 36 in die Stellung "alle Flüssigkeit zu dem Kühler 40" als auch das zweite Ventil 28 in die Stellung "alle Flüssigkeit in die Leitung 24" bringt und erst dann, beispielsweise aufgrund von Endlagen-Rückmeldungen, den Antrieb des Elektromotors 60 freigibt.Integrated into the control device 68 or separately from this, a control is provided which, if cooling operation is desired, both the first valve 36 in the position "all liquid to the cooler 40 " and the second valve 28 in the position "all liquid in the line 24 "brings and only then, for example, based on end position feedback, the drive of the electric motor 60 released .

Claims

1. Device for optional heating and cooling of motor vehicle compartments, in which the following components are installed in a liquid circuit ( 20 ) which includes a drive internal combustion engine ( 4 ) of the motor vehicle:

(a) a heater ( 38 ) that generates heat during operation by burning fuel and releases it to the liquid;
(b) a cooler ( 40 ) containing a coolant evaporator ( 42 ) and extracting heat from the liquid during operation;
(c) the heater ( 38 ) and the cooler ( 40 ) are arranged in two parallel branches ( 32, 34 ) of the liquid circuit ( 30 ) and at least one first valve ( 36 ) is provided, which is determined by its position by which of the two Parallel branches ( 32 , 34 ) the liquid flows;
(d) at least one liquid / air heat exchanger ( 6 ) for the optional delivery of heating air and cooling air into the vehicle compartment; and
(e) a circulation pump ( 52 );
(f) the coolant evaporator ( 42 ) being integrated in a coolant circuit ( 44 ) which contains a compressor ( 46 ) for compressing gaseous coolant and a condenser ( 48 ) for liquefying the compressed, gaseous coolant; characterized,
(g) that the compressor ( 46 ) provided in the coolant circuit ( 44 ) can be driven by means of an electric motor ( 60 );
(h) and that a generator ( 62 ) is provided for the power supply of the electric motor ( 60 ), which can be driven by the internal combustion engine ( 4 ) via a separable coupling ( 66 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the coupling ( 66 ) is a magnetic coupling.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the coolant evaporator ( 42 ) is designed as a coaxial evaporator in the cooler ( 40 ).

4. The device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the electric motor ( 60 ) is adjustable in its speed.

5. The device according to claim 4, characterized in that the electric motor ( 60 ) is electronically controllable.

6. The device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that a control device ( 68 ), a setpoint generator ( 72 ) for the temperature of the vehicle compartment and a temperature sensor ( 70 ) for the vehicle compartment are provided, and that the control device ( 68 ) is connected to the drive ( 60 ) of the compressor ( 46 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that a temperature sensor ( 74 ) is provided, which detects the air temperature upstream of the liquid / air heat exchanger ( 6 ), and a temperature sensor ( 76 ) is provided, which the air temperature behind the liquid / Air heat exchanger ( 6 ) detected, and that the control device ( 68 ) is designed so that the cooling air is cooled by a maximum of 6 ° C when flowing through the liquid / air heat exchanger ( 6 ).