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Title:
AIR-CONDITIONING DEVICE FOR A VEHICLE, AND VEHICLE HAVING SUCH AN AIR-CONDITIONING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/024359
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an air-conditioning device (3) for a vehicle (1), with a refrigerant circuit (5) along which a refrigerant can be conveyed, the refrigerant circuit (5) having a compressor (7), a gas cooler (9), an expansion device (11) and an evaporator (13), and with a heat transport medium circuit (15) in which a liquid heat transport medium can be conveyed. According to the invention, the heat transport medium circuit (15) is fluidically and thermally connected to the gas cooler (9) and/or to the evaporator (13) of the refrigerant circuit (5) in such a manner that thermal output of the refrigerant circuit (5) can be conveyed via the heat transport medium circuit (15) to at least one heat transfer device (17).

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Inventors:
KLAMPFL, Johannes (Meisenweg 14, Dietenheim, 89165, DE)
SCHMITT, Arthur (Erbishofener Str. 14 B, Pfaffenhofen, 89284, DE)
Application Number:
EP2017/000846
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
July 14, 2017
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER AG (Mercedesstraße 137, Stuttgart, 70327, DE)
International Classes:
B60H1/00; B60H1/32; F25B30/02
Attorney, Agent or Firm:
DAIMLER AG (Intellectual Property, Trends & InnovationRD/RI - H512, Stuttgart, 70546, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Klimatisierungseinrichtung (3) für ein Fahrzeug (1), mit

- einem Kältemittelkreislauf (5), entlang dem ein Kältemittel förderbar ist, wobei

- der Kältemittelkreislauf (5) einen Verdichter (7), einen Gaskühler (9), eine Expansionseinrichtung (11) und einen Verdampfer (13) aufweist, und mit

- einem Wärmetransportmedienkreislauf (15), in dem ein flüssiges

Wärmetransportmedium förderbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- der Wärmetransportmedienkreislauf (15) mit dem Gaskühler (9) und/oder mit dem Verdampfer (13) des Kältemittelkreislaufs (5) derart fluidisch und thermisch verbunden ist, dass thermische Leistung des Kältemittelkreislaufs (5) über den Wärmetransportmedienkreislauf (15) zu wenigstens einer Wärmeübergabeeinrichtung (17) förderbar ist.

2. Klimatisierungseinrichtung (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (5)

- keine andere Wärmetauscheinrichtung außer dem Gaskühler (9) und dem Verdampfer (13) aufweist, und/oder

- nur mit dem Wärmetransportmedienkreislauf (15) thermisch verbunden ist.

3. Klimatisierungseinrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetransportmedienkreislauf (15) einen ersten, mit dem Gaskühler (9) fluidisch und thermisch verbundenen Teilkreislauf (19) und einen zweiten, mit dem Verdampfer (13) fluidisch und thermisch verbundenen

Teilkreislauf (21) aufweist.

4. Klimatisierungseinrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetransportmedienkreislauf (15) eine

Ventileinrichtung (23) aufweist, über welche das Wärmetransportmedium wahlweise einem Wärmetauscher (25) und/oder wenigstens einer Klimatisierungsvorrichtung (29) zuführbar ist.

5. Klimatisierungseinrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (23) eingerichtet ist, um

a) in einem ersten Betriebszustand den ersten Teilkreislauf (19) mit der

wenigstens einen Klimatisierungsvorrichtung (29) und den zweiten

Teilkreislauf (21) mit dem Wärmetauscher (25) in Fluidverbindung zu bringen, und/oder

b) in einem zweiten Betriebszustand den zweiten Teilkreislauf (21) mit der wenigstens einen Klimatisierungsvorrichtung (29) und den ersten Teilkreislauf (19) mit dem Wärmetauscher (25) in Fluidverbindung zu bringen.

6. Fahrzeug (1), mit einer Klimatisierungseinrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und mit wenigstens einer Wärmeübergabeeinrichtung (17), wobei die wenigstens eine Wärmeübergabeeinrichtung (17) vermittelt über den

Wärmetransportmedienkreislauf (15) thermisch mit dem Kältemittelkreislauf (5) verbunden ist.

7. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Wärmeübergabeeinrichtung (17) ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem Außenwärmetauscher (27), einer Fahrzeuginnenraum- Klimatisierungsvorrichtung, einer Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung (31), einer Fahrzeug-Boden-Klimatisierungsvorrichtung (33), und einer Fahrzeug-Dach- Klimatisierungsvorrichtung (35).

8. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilkreislauf (19) mit wenigstens einer Fahrerplatz- Klimatisierungsvorrichtung (31), mit wenigstens einer Fahrzeug-Boden- Klimatisierungsvorrichtung (33), und mit wenigstens einer Fahrzeug-Dach- Klimatisierungsvorrichtung (35) fluidverbunden ist, und/oder dass der zweite Teilkreislauf (21) mit wenigstens einer Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung (31) und mit wenigstens einer Fahrzeug-Dach-Klimatisierungsvorrichtung (35) fluidverbunden ist.

9. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilkreislauf (19) mit einer Zuheizvorrichtung (37) verbunden ist.

10. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) als Omnibus ausgebildet ist.

Description:
Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit einer solchen

Klimatisierungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Klimatisierungseinrichtung.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 61 254 A1 ist eine

Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug bekannt, welche einen Kältemittelkreislauf aufweist, entlang dem ein Kältemittel förderbar ist. Der Kältemittelkreislauf ist unmittelbar fluidisch und thermisch einerseits mit einem Außenwärmetauscher und andererseits mit einem Innenraum-Wärmeübertrager des Fahrzeugs verbunden, wobei mittels einer Ventileinrichtung eine Strömung des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf geändert werden kann, sodass für den Fahrzeuginnenraum einerseits ein Heizbetrieb und andererseits ein Kühlbetrieb darstellbar ist. Der Kältemittelkreislauf wirkt dabei in dem Heizbetrieb als Wärmepumpe und in dem Kühlbetrieb als Klimaanlage. Da allein der Kältemittelkreislauf unmittelbar zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums verwendet wird, bedarf es eines komplexen, vergleichsweise großen Kältemittelkreislaufs, wobei dieser - insbesondere aufgrund der umfangreichen Verrohrung - zahlreiche

Verbindungsstellen aufweisen muss. Hierdurch ist ein Leckage-Risiko für den

Kältemittelkreislauf sehr hoch. Darüber hinaus muss in dem großen Kältemittelkreislauf ein hoher Systemdruck von bis zu 125 bar aufrechterhalten werden, was die Verwendung teurer Bauteile, insbesondere aus Edelstahl, nötig macht. Viele der für solche

Kältemittelkreisläufe verfügbaren Bauteile sind nicht für den Einsatz in Fahrzeugen geeignet, sodass hier Sonder- und/oder Einzelanfertigungen nötig sind. Der große Kältemittelkreislauf benötigt eine große Kältemittelfüllmenge, beispielsweise mehrere Kilogramm Kohlendioxid bei einem C0 2 -Kältemittelkreislauf. Zur Darstellung aller Funktionen sind mehrere Magnetventile und mehrere Expansionsventile nötig. Dabei bedarf es eines Ventilarbeitsbereichs von bis zu ungefähr 125 bar und 160 °C. Da das Kältemittel nur eine geringe Wärmekapazität aufweist, sind Ein-/Ausschaltvorgänge der Klimatisierungseinrichtung für Fahrzeuginsassen direkt spürbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Klimatisierungseinrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den

Unteransprüchen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Omnibus, geschaffen wird, welche einen

Kältemittelkreislauf aufweist, entlang dem ein Kältemittel förderbar ist. Der

Kältemittelkreislauf weist einen Verdichter, einen Gaskühler, eine Expansionseinrichtung und einen Verdampfer auf. Die Klimatisierungseinrichtung weist außerdem einen

Wärmetransportmedienkreislauf auf, entlang dem ein flüssiges Wärmetransportmedium förderbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Wärmetransportmedienkreislauf mit dem Gaskühler und/oder mit dem Verdampfer des Kältemittelkreislaufs derart fluidisch und thermisch verbunden ist, dass thermische Leistung des Kältemittelkreislaufs über den Wärmetransportmedienkreislauf zu wenigstens einer Wärmeübergabeeinrichtung förderbar ist. Die Klimatisierungseinrichtung weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Insbesondere kann aufgrund der fluidischen und thermischen Verbindung des Wärmetransportmedienkreislaufs mit dem Gaskühler und/oder dem Verdampfer des Kältemittelkreislaufs thermische Leistung aus dem Kältemittelkreislauf effizient über den Wärmetransportmedienkreislauf zu der Wärmeübergabeeinrichtung gefördert werden. Wird die Klimatisierungseinrichtung in einem Fahrzeug eingesetzt, bedarf es also keiner aufwändigen Verlegung von Kältemittelrohren, vielmehr kann der Kältemittelkreislauf vergleichsweise klein aufgebaut sein, wobei der Transport von thermischer Leistung von dem Kältemittelkreislauf zu Wärmeübergabeeinrichtungen des Fahrzeugs vollständig über den Wärmetransportmedienkreislauf erfolgen kann. Dieser wiederum kann sehr effizient dem Gaskühler Wärme entnehmen und/oder dem Verdampfer Wärme zuführen. Der Kältemittelkreislauf selbst kann sehr einfach und vor allem klein ausgebildet sein. Dadurch kann er insbesondere nur eine geringe Zahl von Verbindungsstellen bei entsprechend reduziertem Leckage-Risiko aufweisen. Der Bereich, der mit hohem Systemdruck betrieben werden muss, ist dann ebenfalls klein, wobei ein Großteil der Klimatisierungseinrichtung den Wärmetransportmedienkreislauf umfassen kann und somit auf dem flüssigen Wärmetransportmedium basiert, welches mit deutlich geringerem Risiko handhabbar ist als das Kältemittel. Für solche flüssigen Wärmetransportmedien sind auch fahrzeugtaugliche Standardbauteile erhältlich. Durch die kleinere Ausgestaltung des Kältemittelkreislaufs benötigt dieser auch eine deutlich reduzierte Füllmenge an Kältemittel. Eine Verschaltung und insbesondere eine Umschaltfunktion von einem Heizbetrieb zu einem Kühlbetrieb kann ohne weiteres auf der Seite des

Wärmetransportmedienkreislaufs erfolgen, wobei dieser zur Entnahme von Wärme mit dem Gaskühler und/oder zur Abfuhr von Wärme mit dem Verdampfer verbunden ist. Daher bedarf es keiner aufwändigen Ventileinrichtung in dem Kältemittelkreislauf, um die Strömung des Kältemittels zu verändern. Vielmehr kann dieses stets in einer gleichen Richtung durch den Kältemittelkreislauf strömen, unabhängig davon, ob die

Klimatisierungseinrichtung in einem Heizbetrieb oder in einem Kühlbetrieb betrieben wird. Daher können Magnetventile jedenfalls für den Kältemittelkreislauf eingespart werden, und es ist auch nur ein einziges Expansionsventil, nämlich die Expansionseinrichtung, nötig. In dem Wärmetransportmedienkreislauf können kostengünstige Ventileinrichtungen verwendet werden, da diese nur bis ungefähr 2 bar und 90 °C belastet werden. Das flüssige Wärmetransportmedium kann eine hohe Wärmekapazität, insbesondere eine höhere Wärmekapazität als das Kältemittel, aufweisen, wodurch ein Pufferungseffekt für Wärme in dem Wärmetransportmedienkreislauf wirksam wird, sodass Ein- und/oder Ausschaltvorgänge der Klimatisierungseinrichtung und insbesondere des

Kältemittelkreislaufs für Fahrzeuginsassen nicht direkt spürbar sind. Insbesondere kann die gesamte Funktionalität einer Verschaltung der Klimatisierungseinrichtung auf Seiten des Wärmetransportmedienkreislaufs erfolgen, sodass hier einfachere und günstigere Bauteile Verwendung finden können, die bei niedrigerem Druck- und Temperaturniveau arbeiten. Es ergibt sich so insgesamt eine Kostenreduzierung, eine Erhöhung der Funktionssicherheit, und eine bessere Regelgüte in Zusammenhang mit der hier vorgeschlagenen Klimatisierungseinrichtung im Vergleich zum Stand der Technik.

Letztlich ist es auch ohne weiteres möglich, den Kältekreis modular auszugestalten, insbesondere mit verschiedenen Kältemitteln. Der Wärmetransportmedienkreislauf kann standardisiert ausgebildet sein, unabhängig von der Ausgestaltung des

Kältemittelkreislaufs.

Der Begriff„thermische Leistung" schließt sowohl Heizleistung als auch Kühlleistung ein. Dass der wenigstens einen Wärmeübergabeeinrichtung thermische Leistung zuführbar ist, sagt also zunächst nichts über die Richtung eines Wärmestroms aus, sondern vielmehr nur, dass Wärme zwischen dem Kältemittelkreislauf und der

Wärmeübergabeeinrichtung gefördert wird, nämlich entweder, um der Wärmeübergabeeinrichtung Wärme zuzuführen oder um Wärme von der

Wärmeübergabeeinrichtung abzuführen.

Die Begriffe„Gaskühler" und„Verdampfer" werden hier in einem allgemeinen Sinn verwendet, wobei es sich bei dem Gaskühler insbesondere um eine Wärmesenke und bei dem Verdampfer um eine Wärmequelle des Kältemittelkreislaufs handelt. Synonym zu dem Begriff„Gaskühler" kann auch der Begriff„Kondensator" verwendet werden. In dem Kältemittelkreislauf durchläuft das Kältemittel bevorzugt im Betrieb einen

Phasenübergang, wobei es insbesondere nach einer Kühlung in dem Gaskühler oder Kondensator in flüssiger oder überkritischer Phase unter einem höheren Druck vorliegt, wobei es in der Expansionseinrichtung entspannt und spätestens in dem Verdampfer unter Wärmezufuhr in eine gasförmige Phase bei niedrigerem Druck überführt wird. In dem Verdichter wird das dann gasförmige Kältemittel wieder verdichtet, wodurch es auf ein höheres Temperaturniveau gelangt, wobei es anschließend in dem Gaskühler oder Kondensator wieder abgekühlt und bevorzugt verflüssigt wird. Die Funktionsweise eines solchen Kältemittelkreislaufs ist grundsätzlich bekannt, sodass hierauf nicht weiter im Detail eingegangen wird.

Ein flüssiges Wärmetransportmedium ist insbesondere ein Wärmetransportmedium, welches im Betrieb des Wärmetransportmedienkreislaufs flüssig vorliegt, insbesondere in dem gesamten Wärmetransportmedienkreislauf. Das Wärmetransportmedium durchläuft also entlang des Wärmetransportmedienkreislaufs keine Phasenumwandlung. Besonders bevorzugt ist das flüssige Wärmetransportmedium unter Normalbedingungen,

insbesondere also bei 25 °C und 1013 mbar, flüssig. Das Wärmetransportmedium ist besonders bevorzugt Wasser. Dabei ist es möglich, dass dem als

Wärmetransportmedium dienenden Wasser Zusätze, beispielsweise ein Frostschutzmittel oder dergleichen, zugesetzt sind. Ein Wasserkreislauf als

Wärmetransportmedienkreislauf ist zum einen besonders einfach und kostengünstig aufbaubar, zum anderen ist Wasser als Wärmetransportmedium aus Sicherheitsgründen zu bevorzugen, da dieses ungefährlich und umweltverträglich ist. Darüber hinaus weist Wasser eine sehr hohe Wärmekapazität auf, sodass sich die zuvor bereits beschriebene Pufferwirkung in besonders günstiger Weise bei Ein- und/oder Ausschaltvorgängen bemerkbar macht.

Dass der Wärmetransportmedienkreislauf mit dem Gaskühler und/oder dem Verdampfer fluidisch und thermisch verbunden ist bedeutet insbesondere, dass der

Wärmetransportmedienkreislauf den Gaskühler und/oder den Verdampfer durchsetzt oder durchströmt, wobei das Wärmetransportmedium insbesondere in dem Gaskühler und/oder in dem Verdampfer als Wärmetauschmedium verwendet wird, um

beispielsweise dem Kältemittel in dem Gaskühler Wärme zu entnehmen und/oder in dem Verdampfer Wärme zuzuführen. Dabei stehen in dem Verdampfer und/oder in dem Gaskühler insbesondere das Kältemittel einerseits und das Wärmetransportmedium andererseits in thermischem Kontakt miteinander.

Unter einer Wärmeübergabeeinrichtung wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, die eingerichtet ist, um Wärme insbesondere an eine Umgebung abzugeben oder aus einer Umgebung aufzunehmen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kältemittelkreislauf frei ist von Wärmetauscheinrichtungen mit Ausnahme des Gaskühlers und des

Verdampfers. Insbesondere weist der Kältemittelkreislauf keine anderen

Wärmetauscheinrichtungen auf, außer dem Gaskühler und dem Verdampfer. Dies bedeutet insbesondere, dass der Kältemittelkreislauf nur den Verdampfer und den Gaskühler als Wärmetauscheinrichtungen aufweist. Der Kältemittelkreislauf weist also insbesondere keine Wärmeübergabeeinrichtung zum Austausch thermischer Leistung mit einer Umgebung, insbesondere dem Innenraum eines Fahrzeugs, auf. Mit dem

Kältemittelkreislauf ist thermische Leistung bevorzugt ausschließlich über den

Wärmetransportmedienkreisiauf austauschbar.

Alternativ oder zusätzlich ist der Kältemittelkreislauf bevorzugt ausschließlich mit dem Wärmetransportmedienkreisiauf thermisch verbunden. Dies bedeutet insbesondere, dass der Kältemittelkreislauf thermisch gekapselt ist, wobei ihm nur über den

Wärmetransportmedienkreisiauf Wärme zuführbar ist, wobei auch nur über den

Wärmetransportmedienkreisiauf Wärme aus dem Kältemittelkreislauf abführbar ist.

Hierdurch kann der Kältemittelkreislauf besonders klein ausgebildet sein, insbesondere weil er nicht unmittelbar zur Klimatisierung irgendwelcher Einrichtungen, insbesondere eines Fahrzeuginnenraums, verwendet wird. Vielmehr erfolgt diese Funktionalität ausschließlich vermittelt über den Wärmetransportmedienkreisiauf.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der

Wärmetransportmedienkreisiauf, der auch als Wärmetransportmedienkreislaufeinrichtung bezeichnet werden kann, einen ersten, mit dem Gaskühler fluidisch und thermisch verbundenen Teilkreislauf aufweist. Weiter weist der Wärmetransportmedienkreisiauf einen zweiten, mit dem Verdampfer fluidisch und thermisch verbundenen Teilkreislauf auf. Somit ist es möglich, über verschiedene Teilkreisläufe einerseits dem Gaskühler Wärme zu entziehen und andererseits dem Verdampfer Wärme zuzuführen. Der erste Teilkreislauf und der zweite Teilkreislauf sind voneinander verschieden und insbesondere voneinander trennbar, ganz besonders bevorzugt voneinander getrennt. Es ist möglich, dass kein Austausch von Wärmetransportmedium zwischen dem ersten Teilkreislauf und dem zweiten Teilkreislauf möglich ist. Es ist aber auch möglich, dass die beiden

Teilkreisläufe zumindest bereichsweise miteinander fluidisch verbunden sind. Weiter ist es möglich, dass der Wärmetransportmedienkreislauf eine Ventileinrichtung aufweist, über welchen die Teilkreisläufe miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden können.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der

Wärmetransportmedienkreislauf eine Ventileinrichtung aufweist, über welche das

Wärmetransportmedium wahlweise einem Wärmetauscher und/oder wenigstens einer Klimatisierungsvorrichtung zuführbar ist. Der Wärmetauscher ist vorzugsweise

eingerichtet, um - je nach Betriebszustand der Klimatisierungseinrichtung - als

Wärmequelle, insbesondere im Wärmepumpen- oder Heizbetrieb, oder als Wärmesenke, insbesondere im Kühlbetrieb, des Wärmetransportmedienkreislaufs zu fungieren.

Besonders bevorzugt ist der Wärmetauscher ausgebildet als Außenwärmetauscher des Fahrzeugs, der beispielsweise auf einem Fahrzeugdach insbesondere eines Omnibusses angeordnet sein kann. Dabei ist bei der hier vorgeschlagenen Klimatisierungseinrichtung der Außenwärmetauscher des Fahrzeugs ausschließlich von dem

Wärmetransportmedium und nicht von Kältemittel durchströmt.

Die wenigstens eine Klimatisierungsvorrichtung ist bevorzugt als Heiz- und/oder

Kühleinrichtung ausgebildet, insbesondere für einen Innenraum des Fahrzeugs, und dient somit bevorzugt der Innenraumklimatisierung des Fahrzeugs. Der Wärmetauscher einerseits und die wenigstens eine Klimatisierungsvorrichtung andererseits stellen insbesondere Wärmeübergabeeinrichtungen der Klimatisierungseinrichtung dar.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung eingerichtet ist, um in einem ersten Betriebszustand den ersten Teilkreislauf mit der wenigstens einen Klimatisierungsvorrichtung und den zweiten Teilkreislauf mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung zu bringen. Dieser erste Betriebszustand entspricht einem Heizbetrieb der Klimatisierungseinrichtung, wobei der erste Teilkreislauf als Heizkreislauf fungiert. Das Wärmetransportmedium entnimmt dabei in dem ersten Teilkreislauf dem Gaskühler Wärme aus dem Kältemittelkreislauf, wobei diese der wenigstens einen Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere zur Innenraumheizung des Fahrzeugs, zugeführt wird. Zugleich kann das Wärmetransportmedium in dem zweiten Teilkreislauf beim Durchströmen des Wärmetauschers Wärme aufnehmen und dem Verdampfer des Kältemittelkreislaufs zuführen. Der Kältemittelkreislauf fungiert im Heizbetrieb als Wärmepumpe.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung eingerichtet ist, um in einem zweiten Betriebszustand den zweiten Teilkreislauf mit der wenigstens einen Klimatisierungsvorrichtung und den ersten Teilkreislauf mit dem Wärmetauscher in Fluidverbindung zu bringen. Dieser zweite Betriebszustand entspricht einem Kühlbetrieb. Dabei nimmt das Wärmetransportmedium in dem zweiten Teilkreislauf beim

Durchströmen der wenigstens einen Klimatisierungsvorrichtung Wärme, insbesondere aus einem Fahrzeuginnenraum, auf, und transportiert diese entlang des zweiten

Teilkreislaufs zu dem Verdampfer des Kältemittelkreislaufs. Das Wärmetransportmedium in dem ersten Teilkreislauf nimmt beim Durchströmen des Gaskühlers Wärme aus dem Kältemittelkreislauf auf und transportiert diese zu dem Wärmetauscher, wo es die Wärme insbesondere an die Außenluft des Fahrzeugs abgibt. In diesem Betriebszustand fungiert die Klimatisierungseinrichtung als KUmaaniage.

Zur Umstellung der verschiedenen Betriebszustände bedarf es - wie bereits ausgeführt - keinerlei Veränderung der Strömung des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf.

Vielmehr bedarf es lediglich einer Umschaltung der dem Wärmetransportmedienkreislauf zugeordneten Ventileinrichtung.

Die Ventileinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um verschiedene

Klimatisierungsvorrichtungen einer Mehrzahl von Klimatisierungsvorrichtungen mit dem ersten oder dem zweiten Teilkreislauf zu verbinden. Auf diese Weise können

insbesondere örtlich verschiedene Klimatisierungsvorrichtung angesteuert und so eine Wärmeverteilung in dem Fahrzeug beeinflusst werden.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Fahrzeug geschaffen wird, welches eine Klimatisierungseinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Das Fahrzeug weist weiterhin wenigstens eine Wärmeübergabeeinrichtung auf, wobei die wenigstens eine Wärmeübergabeeinrichtung vermittelt über den

Wärmetransportmedienkreislauf thermisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden ist. In Zusammenhang mit dem Fahrzeug ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Klimatisierungseinrichtung erläutert wurden. Bevorzugt ist die wenigstens eine Wärmeübergabeeinrichtung des Fahrzeugs ausschließlich über den Wärmetransportmedienkreislauf thermisch mit dem Kältemittelkreislauf verbunden. Der Kältemittelkreislauf wird also insbesondere nicht zur direkten Klimatisierung des

Fahrzeugs eingesetzt, sondern lediglich vermittelt über den

Wärmetransportmedienkreislauf.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Wärmeübergabeeinrichtung ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem Außenwärmetauscher des Fahrzeugs, einer Fahrzeuginnenraum- Klimatisierungsvorrichtung, einer Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung, einer Fahrzeug- Boden-Klimatisierungsvorrichtung, und einer Fahrzeug-Dach-Klimatisierungsvorrichtung. Besonders bevorzugt weist das Fahrzeug wenigstens eine von jeder der hier genannten Wärmeübergabeeinrichtungen auf. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug eine

Mehrzahl von wenigstens einer der hier genannten Wärmeübergabeeinrichtung aufweist, beispielsweise eine Mehrzahl von Fahrzeug-Boden-Klimatisierungsvorrichtungen und/oder eine Mehrzahl von Fahrzeug-Dach-Klimatisierungsvorrichtungen. Die

Ventileinrichtung ist dabei vorzugsweise eingerichtet zur insbesondere veränderbaren und verschiedenen Ansteuerung der verschiedenen Wärmeübergabeeinrichtungen, wobei sie insbesondere eingerichtet ist zur Verteilung der thermischen Leistung auf die

verschiedenen Wärmeübergabeeinrichtungen. Der Außenwärmetauscher ist

insbesondere der Wärmetauscher des Wärmetransportmedienkreislaufs.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Teilkreislauf mit wenigstens einer Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung, wenigstens einer Fahrzeug- Boden-Klimatisierungsvorrichtung und wenigstens einer Fahrzeug-Dach- Klimatisierungsvorrichtung fluidverbunden ist. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, in dem Heizbetrieb den Fahrerplatz, den Fahrzeugboden und das Fahrzeugdach - vorzugsweise über die Ventileinrichtung bedarfsgerecht gesteuert - zu beheizen. Es ist möglich, dass der erste Teilkreislauf mit einer Mehrzahl von Fahrzeug-Boden- Klimatisierungsvorrichtungen und/oder einer Mehrzahl von Fahrzeug-Dach- Klimatisierungsvorrichtungen verbunden ist. Eine Beheizung sowohl des Fahrzeugdachs als auch des Fahrzeugbodens ist sinnvoll, weil sich so eine besonders günstige

Temperaturschichtung im Fahrzeug ergeben kann. Dies stellt einen weiteren Vorteil im Vergleich zum Stand der Technik dar, weil bei einer direkten Verwendung des

Kältemittelkreislaufs zur Fahrzeugklimatisierung - je nach Anordnung des

Kältemittelkreislaufs - nur das Fahrzeugdach oder nur der Fahrzeugboden mit thermischer Leistung beaufschlagbar ist, da es ansonsten einer zu großen und letztlich auch zu teuren Verrohrung für den Kältemittelkreislauf bedürfte. Dagegen kann der Wärmetransportmedienkreislauf ohne Weiteres groß genug ausgelegt werden, um sowohl das Fahrzeugdach als auch den Fahrzeugboden zu beaufschlagen. Insbesondere die Beheizung des Fahrzeugbodens ist sinnvoll, da die beim Heizen erzeugte Warmluft nach oben steigt. Dabei kann ein Konvektionsheizeffekt bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugbeheizung durch ein Gebläse unterstützt werden, wodurch insbesondere die Wirkung des Konvektionsheizeffekts verbessert werden kann.

Es ist auch möglich, dass der erste Teilkreislauf nicht mit einer Fahrzeug-Dach- Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere nur mit einer Fahrerplatz- Klimatisierungsvorrichtung und wenigstens einer Fahrzeug-Boden- Klimatisierungsvorrichtung verbunden ist. Ein Beheizen des Fahrzeugbodens kann prinzipiell zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums ausreichen.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Teilkreislauf mit wenigstens einer Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung und wenigstens einer Fahrzeug- Dach-Klimatisierungsvorrichtung fluidverbunden ist. Auf diese Weise können der Fahrerplatz und das Fahrzeugdach über den zweiten Teilkreislauf gekühlt werden.

Vorzugsweise ist der zweite Teilkreislauf nicht mit einer Fahrzeug-Boden- Klimatisierungsvorrichtung fluidverbunden. Eine solche Fluidverbindung kann

insbesondere auch unter Kosten- und Effizienzgesichtspunkten sowie aus physikalischen Gründen eingespart werden, da die am Fahrzeugboden gebildete, kalte Luft dort verbleiben würde, sodass sie, um einen Kühlungseffekt im Fahrzeug zu erzielen, mit zusätzlicher Gebläseleistung verteilt werden müsste. Dies allerdings würde zu

unangenehmen Zugerscheinungen, insbesondere im Fußbereich von Fahrzeuginsassen, führen.

Die Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung umfasst bevorzugt wenigstens einen

Kühlwärmetauscher und wenigstens einen Heizwärmetauscher. Dabei ist bevorzugt der Heizwärmetauscher mit dem ersten Teilkreislauf fluidverbunden, wobei der

Kühlwärmetauscher mit dem zweiten Teilkreislauf fluidverbunden ist. Weiter kann die Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung ein Gebläse sowie Luftklappen zur Regulierung einer Frischluftzufuhr und einer Luftverteilung zu Ausströmern an einer Scheibe, insbesondere einer Frontscheibe des Fahrzeugs, zu den Füßen eines Fahrers des Fahrzeugs, und - falls vorhanden - einem Mannausströmer im Oberkörperbereich des Fahrers aufweisen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Teilkreislauf mit einer Zuheizvorrichtung verbunden ist. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Zusatzheizung, die mit einem Brennstoff, beispielsweise Diesel, Gas oder dergleichen betrieben werden kann. Die Zuheizvorrichtung kann insbesondere unabhängig von dem Kältemittelkreislauf aktiviert oder deaktiviert werden. Sie kann auch insbesondere dazu dienen, zusätzliche und/oder schnellere Heizleistung bereitzustellen, wenn der

Kältemittelkreislauf, beispielsweise bei einem Start des Fahrzeugs im Winter, nicht rasch genug heizt oder nur eine zu geringe Heizleistung erzeugt.

Der erste Teilkreislauf ist vorzugsweise mit der Zuheizvorrichtung fluidisch und/oder thermisch, insbesondere fluidisch und thermisch, verbunden.

Auf eine Zuheizvorrichtung kann aber bevorzugt auch verzichtet werden, da das

Leistungspotential des Kältemittelkreislaufs, insbesondere als Wärmepumpe, voll ausgeschöpft werden kann. Insbesondere muss dieser nicht aufgrund einer ansonsten ungünstigen Temperaturschichtung zurückgeregelt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug als Bus, insbesondere als Omnibus, ausgebildet ist. Dabei dient das Fahrzeug der

Personenbeförderung, insbesondere einer größeren Zahl von Personen, insbesondere bestimmungsgemäß mehr als fünf oder mehr als sieben Personen. Insbesondere kann das Fahrzeug als Stadtbus oder als Fernbus, insbesondere als Reisebus, ausgebildet sein.

Die Verwendung der hier beschriebenen Klimatisierungseinrichtung ist aber keinesfalls beschränkt auf diese Art von Fahrzeug, vielmehr kann die hier vorgeschlagene

Klimatisierungseinrichtung bei jeder Fahrzeugart verwendet werden. Bei dem Fahrzeug kann es sich daher auch um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug anderer Art handeln, oder um ein Schifffahrzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Luftfahrzeug oder dergleichen.

Es zeigt sich noch, dass die hier vorgeschlagene Klimatisierungseinrichtung auch sehr günstig für einen Abtauvorgang des Außenwärmetauschers (Wärmetauscher zum Austausch von Wärme bzw. Kälte mit der Fahrzeugumgebung) des Fahrzeugs ist, weil in einfacher Weise Abwärme von Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise einer Leistungselektronik, in den Wärmetauscher, insbesondere in den Außenwärmetauscher, eingespeist werden kann, wobei diese Wärme von dort über den Wärmetransportmedienkreislauf zunächst dem Kältemittelkreislauf und dann schließlich einer zum Abtauen vorgesehenen Klimatisierungsvorrichtung zugeführt werden kann.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungseinrichtung.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 , welches bevorzugt als Omnibus ausgebildet ist, und welches eine Klimatisierungseinrichtung 3 aufweist.

Die Klimatisierungseinrichtung 3 weist einen Kältemittelkreislauf 5 auf, entlang dem ein Kältemittel förderbar ist. Der Kältemittelkreislauf 5 weist einen Verdichter 7, einen

Gaskühler 9, eine Expansionseinrichtung 11 und einen Verdampfer 3 auf. In dem Kältemittelkreislauf 5 wird das Kältemittel durch den Verdichter 7 verdichtet, dann dem Gaskühler 9 zugeführt, in welchem es gekühlt wird, wobei das verdichtete und gekühlte Kältemittel in der Expansionseinrichtung 11 entspannt wird, wonach es den Verdampfer 13 durchströmt, in welchem es Wärme aufnimmt, wonach es wiederum zu dem

Verdichter 7 zurückströmt.

Auf diese Weise stellt der Gaskühler 9 eine Wärmesenke des Kältemittelkreislaufs 5 dar, wobei der Verdampfer 13 eine Wärmequelle des Kältemittelkreislaufs 5 darstellt.

Die Klimatisierungseinrichtung 3 weist außerdem ein Wärmetransportmedienkreislauf 15 auf, in dem ein flüssiges Wärmetransportmedium förderbar ist. Der

Wärmetransportmedienkreislauf 15 ist mit dem Gaskühler und/oder dem Verdampfer - hier sowohl mit dem Gaskühler 9 als auch mit dem Verdampfer 13 - fluidisch und thermisch derart verbunden, dass thermische Leistung des Kältemittelkreislauf 5 über den Wärmetransportmedienkreislauf 15 zu wenigstens einer Wärmeübergabeeinrichtung 17 förderbar ist.

Der Kältemittelkreislauf 5 weist hier außer dem Gaskühler 9 und dem Verdampfer 7 keine weitere Wärmetauscheinrichtung auf. Insbesondere ist der Kältemittelkreislauf 5 nur mit dem Wärmetransportmedienkreislauf 15 thermisch verbunden. Der Kältemittelkreislauf 5 ist demnach insbesondere gekapselt ausgebildet. Er kann auf diese Weise besonders klein bauen und bedarf auch nur einer kleinen Kältemittelmenge. Eine Verschaltung insbesondere der gesamten Funktionalität der Klimatisierungseinrichtung 3 kann dabei in vorteilhafter Weise auf Seiten des Wärmetransportmedienkreislaufs 15 erfolgen, was sich einfacher und insbesondere auch kostengünstiger darstellt.

Der Wärmetransportmedienkreislauf 15, der insoweit insbesondere eine

Wärmetransportmedienkreislaufeinrichtung darstellt, weist einen ersten Teilkreislauf 19 auf, der mit dem Gaskühler 9 fluidisch und thermisch verbunden ist. Er weist außerdem einen zweiten Teilkreislauf 21 auf, der mit dem Verdampfer 13 thermisch und fluidisch verbunden ist. Die Teilkreisläufe 19, 21 sind vorzugsweise voneinander trennbar, besonders bevorzugt mittels einer Ventileinrichtung, insbesondere sind sie voneinander getrennt.

Weiterhin weist der Wärmetransportmedienkreislauf 15 eine eine Mehrzahl von Ventilen aufweisende Ventileinrichtung 23 auf, über welche das Wärmetransportmedium wahlweise einem als Wärmeübergabeeinrichtung 17 ausgestalteten Wärmetauscher 25, insbesondere einem Außenwärmetauscher 27 des Fahrzeugs 1 , und/oder wenigstens einer Klimatisierungsvorrichtung 29 als Wärmeübergabeeinrichtung 17 zuführbar ist.

Die Ventileinrichtung 23 ist insbesondere eingerichtet, um in einem ersten

Betriebszustand, insbesondere einem Heizbetrieb, den ersten Teilkreislauf 19 mit der wenigstens einen Klimatisierungsvorrichtung 29 und den zweiten Teilkreislauf 21 mit dem Wärmetauscher 25 zu verbinden, und weiterhin in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere einem Kühlbetrieb, den zweiten Teilkreislauf 21 mit der wenigstens einen Klimatisierungsvorrichtung 29 und den ersten Teilkreislauf 19 mit dem Wärmetauscher 25 in Fluidverbindung zu bringen.

Die wenigstens eine Wärmeübergabeeinrichtung 17 ist im Übrigen bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus dem Außenwärmetauscher 27, einer

Fahrzeuginnenraum-Klimatisierungsvorrichtung, einer Fahrerplatz- Klimatisierungsvorrichtung 31 , einer Fahrzeug-Boden-Klimatisierungsvorrichtung 33, und einer Fahrzeug-Dach-Klimatisierungsvorrichtung 35.

Dabei ist hier der erste Teilkreislauf 19 mit der Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung 31 , der Fahrzeug-Boden-Klimatisierungsvorrichtung 33 und der Fahrzeug-Dach- Klimatisierungsvorrichtung 35 fluidverbunden. Dabei weist die Fahrerplatz- Klimatisierungsvorrichtung 31 bevorzugt genau einen Heizwärmetauscher auf, wobei die Fahrzeug-Dach-Klimatisierungsvorrichtung 35 bevorzugt eine Mehrzahl, insbesondere zwei Heizwärmetauscher aufweist, wobei die Fahrzeug-Boden-Klimatisierungsvorrichtung 33 bevorzugt eine Mehrzahl, insbesondere eine größere Zahl von Heizwärmetauschern aufweist als die Fahrzeug-Dach-Klimatisierungsvorrichtung 35. Die Heizwärmetauscher sind dabei jeweils mit dem ersten Teilkreislauf 19 fluidverbunden.

Der zweite Teilkreislauf 21 ist hier mit der Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung 31 und mit der Fahrzeug-Dach-Klimatisierungsvorrichtung 35 fluidverbunden. Dabei weist die Fahrerplatz-Klimatisierungsvorrichtung 31 bevorzugt genau einen Kühlwärmetauscher auf, wobei die Fahrzeug-Dach-Klimatisierungsvorrichtung 35 bevorzugt eine Mehrzahl von Kühlwärmetauschern, hier insbesondere zwei Kühlwärmetauscher aufweist. Die Kühlwärmetauscher sind jeweils mit dem zweiten Teilkreislauf 21 fluidverbunden.

Die Fahrzeug-Boden-Klimatisierungsvorrichtung 33 weist bevorzugt keinen

Kühlwärmetauscher auf und ist nicht mit dem zweiten Teilkreislauf 21 verbunden.

Mittels der Ventileinrichtung 23 ist bevorzugt der Zufluss zu den einzelnen Heiz- und/oder Kühlwärmetauschern der einzelnen Klimatisierungsvorrichtungen 29 steuerbar.

Es zeigt sich noch, dass der erste Teilkreislauf 19 bevorzugt mit einer Zuheizvorrichtung 37 - insbesondere fluidisch und thermisch - verbunden ist, wobei die Zuheizvorrichtng 37 bevorzugt unabhängig von dem Kältemittelkreislauf 5 aktivierbar und deaktivierbar ist, und wobei die Zuheizvorrichtung 37 bevorzugt eingerichtet ist, um zusätzlich oder alternativ zu dem Kältemittelkreislauf 5 Heizleistung in den ersten Teilkreislauf 19 einzubringen.

Es zeigt sich auch noch, dass bevorzugt sowohl der erste Teilkreislauf 19 als auch der zweite Teilkreislauf 21 jeweils eine Fördereinrichtung 39, 41 aufweisen, wobei die

Fördereinrichtungen 39, 41 eingerichtet sind, um das Wärmetransportmedium entlang der Teilkreisläufe 19, 21 zu fördern, wobei die Fördereinrichtungen 39, 41 bevorzugt als Pumpen, insbesondere als Wasserpumpen, ausgebildet sind.

Als Wärmetransportmedium wird in dem Wärmetransportmedienkreislauf 15 bevorzugt Wasser verwendet.

Die Funktionsweise der Klimatisierungseinrichtung 3 ist in den verschiedenen

Betriebszuständen insbesondere die Folgende: In dem ersten Betriebszustand, das heißt im Heizbetrieb, wird den

Klimatisierungsvorrichtungen 29 über den ersten Teilkreislauf 19 Wärme aus dem Gaskühler 9 zugeführt, wobei der erste Teilkreislauf 19 bevorzugt nicht mit dem

Außenwärmetauscher 27 fluidverbunden ist. Der zweite Teilkreislauf 21 ist mit dem Außenwärmetauscher 27 fluidverbunden, sodass Wärme aus der Umgebung in den zweiten Teilkreislauf 21 aufgenommen und dem Verdampfer 13 des Kältemittelkreislaufs 5 zugeführt werden kann. Der zweite Teilkreislauf 21 ist dabei bevorzugt nicht mit den Klimatisierungsvorrichtungen 29 verbunden.

In dem zweiten Betriebszustand, mithin im Kühlbetrieb, ist bevorzugt der zweite

Teilkreislauf 21 nicht mit dem Außenwärmetauscher 27, jedoch mit den

Klimatisierungsvorrichtungen 29 verbunden, sodass diesen Wärme entzogen und dem Verdampfer 13 des Kältemittelkreislaufs 5 zugeführt werden kann. Der erste Teilkreislauf 19 ist bevorzugt nicht mit den Klimatisierungsvorrichtungen 29, jedoch mit dem

Außenwärmetauscher 27 verbunden, sodass Abwärme des Kältemittelkreislaufs 5 aus dem Gaskühler 9 dem Außenwärmetauscher 27 zugeführt werden kann.

Es sind vorzugsweise auch Zwischenzustände zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand möglich, wobei die Teilkreisläufe 19, 21 beispielsweise zugleich mit wenigstens einer der Klimatisierungsvorrichtungen 29 verbunden sein können, um eine variable Temperatur oder Temperaturverteilung in dem Innenraum des Fahrzeugs 1 einzustellen.

Insgesamt zeigt sich, dass die hier vorgeschlagene Klimatisierungseinrichtung 3 kostengünstig, einfach und mit einem hohen Sicherheitsniveau ausgebildet sein kann, insbesondere weil der Kältemittelkreislauf 5 sehr klein und bevorzugt gekapselt ausgestaltet werden kann.