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Title:
AIR CONDITIONING INSTALLATION, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/054827
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an air conditioning installation, especially for motor vehicles, comprising a compression cooling circuit for the AC operation, a high pressure region, a suction region, and an adjacent stationary air conditioning circuit, especially for operating the air conditioning when the vehicle is stationary and the compression cooling circuit switched off. Said stationary air conditioning circuit comprises a condenser (1), an expansion valve (4), an evaporator (5) which is used as a cooler for releasing cold into the surroundings, and a heat accumulator (6) containing a heat accumulating medium. When the air conditioning installation operates in the stationary mode, said heat accumulator is used as a cold accumulator and as a condenser. The coolant is used as a heat carrying medium for transferring the cold from the heat accumulator to the evaporator (5) in the stationary air conditioning circuit. The evaporator (5) and the heat accumulator (6) are mounted in series in the direction of the coolant flow.

Inventors:
HARM KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/012487
Publication Date:
July 01, 2004
Filing Date:
November 08, 2003
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
HARM KLAUS (DE)
International Classes:
B60H1/00; F25B5/04; F25D16/00; F25B9/00; F25B40/00; (IPC1-7): B60H1/00; F25B5/04
Foreign References:
DE10140630A12003-02-27
DE10308542A12003-09-11
DE3704182A11988-08-25
US2185022A1939-12-26
DE3704182A11988-08-25
Attorney, Agent or Firm:
Närger, Ulrike (DaimlerChrysler AG, Intellectual Property Management IPM - c106, Stuttgart, 70546, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Kompressionskältekreislauf eines Kältemittels für den A/CBetrieb mit einem Hochdruckbereich, einem Saugbereich und einem angeschlossenen Standklimatisierungskreislauf, insbesondere für den Standklimatisierungsbetrieb bei aus geschaltetem Kompressionskältekreislauf mit wenigstens : einem Verdichter ; einem Expansionsventil ; einem Verdampfer als Kühler für die Abgabe von Kälte an die Umgebung ; und einem Thermospeicher mit einem Wärmespeichermedium, wobei der Thermospeicher als Kältespeicher und als Kon densator beim Standklimatisierungsbetrieb dient und wobei das vorhandene Kältemittel als Wärmeträgermedium zur Ü bertragung der Kälte vom Thermospeicher zum Verdampfer im Standklimatisierungskreislauf dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (5) und der Thermospeicher (6) im Kältemittelstrom in Serie geschaltet sind.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kältemittelsammler (7) im Saugbereich des Kälte kreislaufs kältemittelseitig vor oder nach dem Verdampfer (5) angeordnet ist.
3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (11) Kohlenstoffdioxid (COs) ist.
4. Klimaanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnete dass der Transport des Kältemittels (11) im Standklimati sierungskreislauf vom Thermospeicher (6) bzw. vom Kälte mittelsammler (7) zum Verdampfer (5) durch eine Umwälz pumpe (13) über eine Kondensatleitung (14) erfolgt.
5. Klimaanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport des Kältemittels (11) im Standklimati sierungskreislauf vom Thermospeicher (6) bzw. vom Kälte mittelsammler (7) zum Verdampfer (5) durch den Thermo syphoneffekt über eine vorzugsweise mit einem Schaltven til (17) schließbare Kondensatleitung (14) erfolgt, wobei der Verdampfer (5) auf einem geodätisch tieferen Niveau als der Thermospeicher (6) bzw. der Kältemittelsammler (7) angeordnet ist.
6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelsammler (7) im Standklimatisierungs kreislauf bzw. kältemittelseitig nach dem Thermospeicher (6) und vor der Umwälzpumpe (13) bzw. dem Verdampfer (5) angeordnet ist.
7. Klimaanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelsammler (7) und/oder der Thermospei cher (6) und/oder die Kondensatleitung (14) thermisch isoliert sind.
8. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (14') der Kondensatleitung (14) nur so tief in den Kältemittelsammler (17) hineinragt, dass die Umwälzpumpe (13) bzw. der Thermosyphoneffekt lediglich flüssiges Kältemittel (11) ansaugen.
9. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Standklimatisierungsbetrieb ein Rückschlagventil (9) verhindert, dass Kältemittel (11) aus dem Hochdruck bereich in den Leistungsabschnitt mit dem Verdampfer (5) und dem Kältemittelsammler (7) eindringt.
10. Klimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzpumpe (13) und/oder das Rückschlagventil (9) in den Thermospeicher (6) bzw. den Kältemittelsammler (7) integriert sind.
11. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermospeicher (6) und der Kältemittelsammler (7) integriert sind.
12. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermospeicher (6) den Kältemittelsammler (7) umhüllt.
13. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermospeicher (6) und der Kältemittelsammler (7) separat angeordnet sind.
14. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermospeicher (6) und insbesondere die Beladung mit Kälte im A/CBetrieb bei laufendem Kompressionskälte kreislauf durch ein elektrisches oder thermodynamisches BypassVentil (15) mit einer Bypassleitung (16) umgehbar ist.
15. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeichermedium (6') im Thermospeicher (6) eine Phasenumwandlung zwischen fester und flüssiger Phase erfährt.
16. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (5) in KreuzGegenstrombauart ausge führt ist.
17. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei mit Kälte beladenem Thermospeicher (6) der Kompressionskältekreislauf und der Standklimati sierungskreislauf parallel betreibbar sind.
Description:
Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine gattungsgemäße Klimaanlage ist aus der DE 37 04 182 AI bekannt. Darin wird eine Kühlanlage in Verbindung mit einem Kältespeicher betrieben, wobei das Kältemittel als Wärmeträ- germittel zur Übertragung der Kälte mit Hilfe einer Umwälz- pumpe vom Kältespeicher zum Verdampfer genutzt wird. Verdamp- fer und Kältespeicher sind kältemittelseitig parallel ge- schaltet, was zu einem hohen Verschaltungs-und Komponenten- aufwand und damit nachteilig zu hohen Fertigungskosten führt.

Des weiteren verschlingt eine derartige Anlage selbstver- ständlich auch wertvollen Bauraum in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Personenkraftwagen.

Konventionelle Kälteanlagen in Fahrzeugen werden im Regelfall nur durch einen Kältemittelverdichter angetrieben, der über einen Riemenantrieb fest mit dem Fahrzeugmotor verbunden ist.

Steht der Motor, steht damit auch die Klimaanlage. Im Sommer kann sich die Fahrgastzelle sehr aufheizen. Die Konsequenz daraus ist, dass Fahrer auch im Stau oder bei Wartezeiten den Motor laufen lassen, um die Klimaanlage in Betrieb zu halten.

Dies ist eine Praxis die durch Schadstoff-und Geräuschemis- sionen die Umwelt stark belastet und zusätzlich Kraftstoff verbraucht.

Bei Fahrzeugen mit StartStop-Funktion wird der Motor sobald das Fahrzeug steht automatisch ausgeschaltet (auch bei kürze- ren Stopps, z. B. an einer roten Ampel), um den Kraftstoff- verbrauch zu reduzieren. Demzufolge fällt ebenfalls die Käl- teanlage aus, so dass keine komfort-und sicherheitsrelevan- ten Funktionen wie Kühlung und Trocknung der Zuluft für die Fahrgastzelle erfüllt werden können.

Im Bereich der Nutzfahrzeuge haben Standklimaanlagen in der Serienproduktion bereits Einzug gehalten. Dieser Standard ist in der PKW-Klimatisierung noch lange nicht erreicht. Für ei- nen Einsatz in Personenkraftwagen sind die bestehenden Kon- zepte aufgrund der Verhältnisse von Leistung zu Bauraum und Gewicht noch nicht geeignet.

Aus der Praxis bekannt sind Standklimatisierungskonzepte mit in der Regel indirekt beladenen Speicherverdampfern, die eine schlechte Abkühldynamik aufweisen und nur eine Kühlung direkt nach dem Motorstop bewirken.

Des weiteren sind elektrisch angetriebene Verdichter bekannt, z. B. in Verbindung mit riemengetriebenem Startergenerator ; integriertem Startergenerator oder als Hybridverdichter, d. h. als Verdichter mit integriertem Elektromotor. Hierfür sind jedoch in nachteilhafter Weise vergrößerte Batterien und Lichtmaschinen vonnöten. Im Standbetrieb hat das Fahrzeug dann einen hohen Energieverbrauch. Zudem ergibt sich aufgrund der sehr langen Wirkungsgradkette (Lichtmaschine-Batterie- Kältemittelverdichter) eine sehr schlechte Effizienz.

Ebenfalls bekannt sind Kälteanlagen mit sekundärem Kühlmit- telkreislauf und einem Thermospeicher im Sekundärkreislauf mit den Kältemitteln R744/C02. Nachteilig ist hier der rela- tiv hohe Hardware-, Platz-und Gewichtsaufwand. Zusätzlich lässt sich nur eine begrenzte geringe thermische Dynamik rea- lisieren. Zudem ergibt sich aufgrund der Wärmeübergänge vom Kältemittel zum Wärmeträgermedium und Wärmeträgermedium zur Nutzluft eine schlechte Effizienz.

Auch bekannt sind motorunabhängige, Klimatisierungen für Fern- verkehr-Nutzfahrzeuge. Hier erfolgt die Beladung eines Ther- mospeichers mit Kälte über einen Sekundärkreislauf mit den vorstehend erwähnten Nachteilen (Hardware-, Platz-und Ge- wichtsaufwand), wodurch diese Art der Standklimatisierung so- mit auch weniger für den Einsatz in Personenkraftwagen geeig- net ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik löst, insbesondere eine Standklimatisierungsfunktion mit Kühlung und Entfeuchtung der Nutzluft bei geringem Platz-, Bauteil-, Verschaltungs-und e- lektrischem Energieaufwand, insbesondere für den Einsatz in Personenkraftwagen schafft, wobei zusätzlich eine gute Ab- kühldynamik erzielt werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in einfacher und vorteilhafter Weise eine Klimaanlage mit Standklimatisie- rungsfunktion bei ausgeschaltetem Kompressionskältekreislauf geschaffen, bei der der Verschaltungs-und Komponentenaufwand - bedingt durch die strukturell einfache serielle Anordnung von Verdampfer und Thermospeicher kältemittelseitg bzw. im Kältemittelkreislauf-sehr gering ist. Demzufolge kann eine Klimatisierungsfunktion während der Stop-Phase des Fahrmotors mit geringem Packaging und Hardware-Aufwand realisiert wer- den. Des weiteren ist die erfindungsgemäße Klimaanlage auch zur Vor-und Standklimatisierung geeignet. Es wird eine bes- sere Abkühldynamik bei aufgeheiztem Fahrzeug und optional ei- ne geringere Hochdruckspitze beim Anfahren der Kälteanlage bei geladenem Thermospeicher zur Verfügung gestellt. Des wei- teren ist kein zusätzlicher Kühlkreislauf (Sekundärkühlkreis- lauf) erforderlich, was zusätzlichen Platz-, Bauteil-und elektrischen Energieaufwand vermeidet. Mit der erfindungsge- mäßen Kreislaufschaltung, die im wesentlichen aus einer modi- fizierten Kälteanlage mit einem integriertem Thermospeicher besteht, kann auch bei ausgeschalteter Kälteanlage sehr gut klimatisiert werden. Im Kältemittelsammler vorhandenes Kälte- mittel dient als Wärmeträgermedium zur Übertragung der Kälte vom Thermospeicher zum Verdampfer. Da das Kältemittel die Energie latent überträgt und die Verdampfung und die Konden- sation fast auf gleichem Druckniveau stattfindet, wird nur eine sehr geringe Pumpenleistung zur Aufrechterhaltung des Standklimatisierungskreislaufs benötigt. Durch eine optionale thermische Isolation des Thermospeichers und des Kältemittel- sammlers kann auch nach längerem Motorstop eine Vorklimati- sierung des Fahrzeugs bereitgestellt werden.

Die Erfindung eignet sich besonders für Kälteanlagen, bei de- nen sich der Kältemittelsammler im Saugbereich, d. h. vor oder nach dem Verdampfer befindet. Aus diesem Grund sind Kältean- lagen mit dem Kältemittel Kohlenstoffdioxid besonders geeig- nets da sich der Kältemittelsammler hier in der Regel kälte- mittelhydraulisch hinter dem Verdampfer befindet.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass der Kälte- mittelsammler im Standklimatisierungskreislauf bzw. nach dem Thermospeicher und vor der Umwälzpumpe bzw. dem Verdampfer angeordnet ist.

Dadurch wird eine Druckerhöhung im abgeschlossenen Standkli- matisierungskreislauf minimiert, denn beim Umwälzen des Käl- temittels im Standklimatisierungskreislauf tritt eine Druck- erhöhung in der Anlage auf, sobald das flüssige Kältemittel in den Verdampfer eintritt und dort teilweise oder komplett verdampft. Diese Volumenerhöhung kann zu einer Druckerhöhung in der Anlage führen. Bekanntlich bestimmt das Kältemittel- druckniveau die Verdampfungstemperatur und je höher dieses Druckniveau ist, umso höher ist auch die Verdampfungstempera- tur.

Darüber hinaus sorgt diese Position des Kältemittelsammlers dafür, dass die Umwälzpumpe im Standklimatisierungskreislauf somit nur zu 100% flüssiges Kältemittel aus dem Kältemittel- sammler ansaugt und damit einwandfrei-ohne störende Geräu- sche durch Gasbläschen-arbeitet.

Vorteilhaft ist, wenn insbesondere bei mit Kälte beladenem Thermospeicher der Kompressionskältekreislauf und der Stand- klimatisierungskreislauf parallel betreibbar sind.

Dadurch kann bei beladenem Thermospeicher in vorteilhafter Weise eine hohe Abkühldynamik durch einfaches Zuschalten des Standklimatisierungskreislaufs bei laufendem Kompressionskäl- tekreislauf erzielt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebe- nen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt : Fig. la eine prinzipmäßige Kreislaufschaltung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage im AC-Betrieb ; Fig. 1b eine prinzipmäßige Kreislaufschaltung der erfindungs- gemäßen Ausführungsform aus Fig. la im Standklimati- sierungsbetrieb ; Fig. 2 eine prinzipmäßige Kreislaufschaltung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage im Standklimatisierungsbetrieb ; Fig. 3 eine prinzipmäßige Kreislaufschaltung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit Bypass im AC-Betrieb ; Fig. 4 eine prinzipmäßige Kreislaufschaltung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit einer separaten Anordnung eines Thermospeichers und eines Kältemittelsammlers im AC-Betrieb ; Fig. 5a eine prinzipmäßige Kreislaufschaltung einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage un- ter Ausnutzung des Thermosyphoneffekts im Standklima- tisierungsbetrieb ; Fig. 5b eine prinzipmäßige Kreislaufschaltung der fünften er- findungsgemäßen Ausführungsform gemäß Fig. 5a im AC- Betrieb ; Fig. 6 eine prinzipmäßige Kreislaufschaltung einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage ; und Fig. 7 ein prinzipmäßiges Druck-Enthalpie-Diagramm.

In Fig. la ist eine als Ganzes mit der Bezugsziffer 101 be- zeichnete Klimaanlage im AC-Betrieb dargestellt. Bei laufen- dem Kompressionskreislauf (Hochdruckbereich punkt-gestrichelt und Saugbereich mit durchgezogener Linie dargestellt) wird ein Kältemittel 11 in einem Verdichter 1 auf ein hohes Tempe- ratur-und Druckniveau gebracht, im Umgebungswärmetauscher 2 gekühlt, bevor es über einen inneren Wärmetauscher 3 weiter abgekühlt wird. Danach passiert es ein Expansionsventil 4 und wird auf ein tieferes Druck-und Temperaturniveau (10°C bis 0°C je nach Temperaturanforderung) entspannt. In einem Ver- dampfer 5 nimmt das Kältemittel 11 Energie aus der Nutzluft, die zum Innenraum (Fahrgastzelle-nicht dargestellt) gelei- tet wird auf, kühlt und trocknet diese und verdampft dabei teilweise oder komplett, bevor es zu einem Thermospeicher 6 gelangt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich der Thermospeicher 6 kältemittelhydraulisch hinter dem Ver- dampfer 5 der Klimaanlage 101. Sofern das Kältemittel 11 käl- ter ist als das im Thermospeicher 6 befindliche Wärmespei- chermedium 6', wird dieses mit Kälte beladen, bevor das Käl- temittel 11 in einen Kältemittelsammler 7 gelangt. Vom Kälte- mittelsammler 7 strömt das Kältemittel 11 über die Nieder- druckseite eines weiteren inneren Wärmetauschers 8, überhitzt dabei bevor es wieder zum Verdichter 1 gelangt.

Aus Platzgründen sollte das Wärmespeichermedium 6'im Thermo- speicher 6 sinnvoller Weise eine Phasenumwandlung zwischen fester und flüssiger Phase erfahren, damit ein möglichst ho- hes volumetrisches Wärmespeichervermögen zustande kommt. Die Ein-und Auskopplung der Wärme erfolgt in diesem Fall vorwie- gend latent, d. h. auf isothermem Niveau in Form von Schmelz- wärme bei der Phasenumwandlung. In den auch nachfolgend be- schriebenen Ausführungsbeispielen ist das Wärmespeichermedium als Parafin 6'ausgebildet. In anderen Ausführungsbeispielen könnten selbstverständlich auch unter anderem Alkohole oder Salzhydrate zum Einsatz kommen.

Im AC-Betrieb bzw. bei laufendem Kompressionskältekreislauf (Fig. la) wird der Thermospeicher 6 mit Kälte beladen.

In Fig. lb läuft die Klimaanlage 101 im Standklimatisierungs- betrieb, d. h. der Kompressionskältekreislauf ist abgeschaltet (gestrichelte Linien), während der Standklimatisierungskreis- lauf (durchgezogene Linien) aktiv ist. Der Standklimatisie- rungskreislauf kann bei mit Kälte beladenem Thermospeicher 6 zur Erzielung einer besseren Abkühldynamik auch parallel zum Kompressionskältekreislauf betrieben werden.

Wird der Verdichter 1 ausgeschaltet, so verhindert ein Rück- schlagventil 9 und das geschlossene Expansionsventil 4, dass Kältemittel 11 aus dem Hochdruckbereich (in Fig. 1b gestri- chelt dargestellt) in den Leistungsabschnitt des Standklima- tisierungskreislaufs mit dem Verdampfer 5 und dem Kältemit- telsammler 7 eindringt und damit den Kältemitteldruck anstei- gen lässt. Die Standklimatisierung erfolgt nun über den Standklimatisierungskreislauf, in dem mit Hilfe einer Umwälz- pumpe 13, flüssiges Kältemittel 11 aus dem Kältemittelsammler 7 über eine Kondensatleitung 14 zum Verdampfer 5 gefördert wird. Im Verdampfer 5 nimmt das Kältemittel 11 Energie aus der Nutzluft, kühlt und trocknet diese und verdampft dabei teilweise oder komplett, bevor es zum Thermospeicher 6 ge- langt. Hier kondensiert das Kältemittel 11 und strömt in den Kältemittelsammler 7 hinein, von wo aus der Kreislauf von neuem beginnt. Der Thermospeicher 6 übernimmt demzufolge im Standklimatisierungskreislauf die Funktion eines Kondensa- tors. Aufgrund der schlechten thermodynamischen Eigenschaften eines für den Verdichter 1 benötigten, im Kältemittelsammler 7 vorhandenen, Schmiermittels 12, sollte die Öffnung 14'der Kondensatleitung 14 nur so tief in den Kältemittelsammler 7 hineinragen, dass nur flüssiges Kältemittel 11 von der Um- wälzpumpe 13 angesaugt wird. Dabei ist besonders auch auf den flüssigen Zustand des Kältemittels 11 zu achten, da beim An- saugen von einem Gemisch aus gasförmigem und flüssigem Kälte- mittel 11 nicht die insgesamt verfügbare Enthalpiedifferenz des Kältemittels 11 (0 bis Überhitzung) ausgenutzt wird und Geräusche im Kreislauf aufgrund der Förderung von Gasblasen entstehen könnten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kältemittelsammler 7 im Saugbereich, d. h. vor oder nach dem Verdampfer angeordnet, wodurch sich die beschriebene Kli- maanlage 101 für einen Einsatz des umweltfreundlichen Kälte- mittels Kohlenstoffdioxid besonders eignet, da sich der Käl- temittelsammler 7 in vorteilhafter Weise kältemittelhydrau- lisch nach dem Verdampfer 5 befindet. Dementsprechend wird auch in den vorliegenden Ausführungsbeispielen Kohlenstoffdi- oxid als Kältemittel 11 verwendet.

Da die Kondensation und Verdampfung sozusagen isobar abläuft und das Kältemittel die Wärme in der Regel fast ausschließ- lich latent überträgt, wird nur eine geringe Pumpenleistung der Umwälzpumpe 13 benötigt, um den Standklimatisierungs- kreislauf aufrecht zu erhalten. Durch eine thermische Isola- tion 10 des Thermospeichers 6 und des Kältemittelsammlers 7, kann die Kälteenergie über einen längeren Zeitraum gespei- chert werden und zu einem späteren Zeitpunkt zur Vorklimati- sierung der Nutzluft genutzt werden. Ein weiterer Vorteil der thermischen Isolation 10 ist ein wesentlich langsameres Ver- dampfen des flüssigen Kältemittels 11 bei ausgeschalteter, stark aufgeheizter Klimaanlage 101. Dadurch baut sich der Kältemitteldruck nicht so stark auf und es wird eine höhere Kälteleistung und ein geringerer Kältemittelhochdruck beim Anfahren der Klimaanlage 101 erzielt.

Zur Reduzierung der Verbindungs-und damit möglichen Leckage- stellen im Kreislauf bietet es sich an, den Thermospeicher 6 und den Kältemittelsammler 7 gemäß den Figuren la, 1b und 2 zu integrieren. Des weiteren wäre es in einem anderen Ausfüh- rungsbeispiel ebenfalls denkbar die Umwälzpumpe 13 und/oder das Rückschlagventil 9 zur Reduzierung von Leckagestellen in den Thermospeicher 6 bzw. den Kältemittelsammler 7 aufzuneh- men.

Fig. 2 zeigt eine Klimaanlage 102 mit einem Thermospeicher 6 mit großer Speicherkapazität, d. h. großem Volumen, der den Kältemittelsammler 7, der als Druckbehälter ausgeführt ist, umhüllt, um Material für den Behälter des Kältemittelsammlers 7 zu reduzieren.

Fig. 3 zeigt eine Klimaanlage 103 bei der eine schnelle Ab- kühlung bei aufgeheiztem Innenraum erfolgen kann. Bei aufge- heiztem, d. h. entladenem Thermospeicher 6 entnimmt dieser beim Anfahren der Kälteanlage 103 einen Teil der Kälte und verschlechtert damit die Abkühlleistung am Verdampfer 5.

Durch Einbinden eines Bypass-Ventils 15 mit einer Bypass- Leitung 16, kann der Thermospeicher 6 umgangen werden, wenn die gesamte Kälteleistung am Verdampfer 5 übertragen werden soll. Das Bypass-Ventil 15 kann wie vorliegend elektrisch oder aber auch thermostatisch angesteuert werden.

In Fig. 4 ist eine weitere Klimaanlage 104 dargestellt, bei der eine Verschaltung des Thermospeichers 6 räumlich getrennt vom Kältemittelsammler 7 erfolgt ist. Bei einer separaten An- ordnung von Thermospeicher 6 und Kältemittelsammler 7 wird das Packaging der Anlage deutlich vereinfacht. Somit wird ein platzsparendes Design erreicht. Der Thermospeicher 6 kann des weiteren auch an einem thermisch unkritischen Einbauort, z. B. außerhalb des Motorraums, untergebracht werden, ohne dass die Kältemittelleitung der Klimaanlage 104 zwischen Verdampfer 5 und Kältemittelsammler 7 unnötig verlängert werden muss.

In den Figuren 5a, 5b und 6 sind Kreislaufschaltungen 105, 106 dargestellt, bei denen der Standklimatisierungskreislauf ohne eine Kältemittelumwälzpumpe (Ziffer 13 in den Figuren la bis 4) arbeitet. Bei einer derartigen Schaltungsanordnung be- findet sich der Verdampfer 5 auf einem geodätisch tieferen Niveau als der Thermospeicher 6, so dass beim Standklimati- sierungsbetrieb (Fig. 5a-Kompressionskältekreislauf gestri- chelt angedeutet) ein schwerkraftunterstützter Kältemittel- kreislauf ohne den Einsatz einer Umwälzpumpe lediglich durch den Thermosyphoneffekt entsteht. Die aus dem Thermospeicher 6 auskoppelbare Kälteleistung wird im wesentlichen durch das treibende Druckgefälle, den Leitungswiderstand im Standklima- tisierungskreislauf und durch die Enthalpiedifferenz des Käl- temittels 11 bestimmt. Ein großes treibendes Druckgefälle im Standklimatisierungskreislauf wird durch einen großen Höhen- unterschied der beiden Kondensatspiegel 18,19 im Verdampfer 5 und Thermospeicher 6 und einen großen Dichteunterschied zwischen Dampfstrom 20 und Kondensatstrom 21 des Kältemittels 11 erzielt. Um eine möglichst große Enthalpiedifferenz zu er- zielen, ist der Verdampfer 5 in einer Kreuz-Gegenstrombauart ausgeführt, da das Kältemittel 11 quasi bis auf das Tempera- turniveau der Luft am Verdampfereintritt überhitzt werden kann. Wie aus den Figuren 5a, 5b, 6 ersichtlich, wurde die Kondensatleitung 14 hier ebenfalls mit einer thermischen Iso- lierung 10 versehen. Die Kondensatleitung 14 wird durch ein Schaltventil 17 geschlossen, das nur im Standklimatisierungs- betrieb geöffnet ist.

Bei der Kreislaufschaltung 106 in Fig. 6 ist der Thermospei- cher 6 getrennt vom Kältemittelsammler 7 angeordnet (vgl.

Fig. 4), wodurch der Thermospeicher 6 räumlich weit entfernt von der restlichen Kälteanlage angeordnet und mit einem gro- ßen Wärmespeichervermögen versehen werden kann. Bei einer se- paraten Anordnung von Thermospeicher 6 und Kältemittelsammler 7 wird das Packaging der Kälteanlage 106 wesentlich verein- facht. Außerdem kann die Leitungslänge der restlichen Kälte- anlage zwischen Verdampfer 5 und Kältemittelsammler 7 kurz gehalten werden um damit Kältemitteldruckverluste gering zu halten.

Die Kreislaufschaltungen 105,106 gemäß den Figuren 5a, 5b und 6 eignen sich vor allem für Standklimasysteme, bei denen keine hohe Kälteleistung benötigt wird und eine große Diffe- renz der Einbauhöhen zwischen Verdampfer 5 und Thermospeicher 6 realisiert werden kann, damit ein ausreichender Schwer- kraft-Kreislauf zustande kommt. Ein mögliches Anwendungsge- biet dieser motorunabhängigen Klimatisierung wären Fernver- kehr-Nutzfahrzeuge, bei denen das Fahrerhaus als Arbeits-, Aufenthalts-und Schlafplatz dient und Ruhepausen des Fahrers nach längerer Fahrt gesetzlich vorgeschrieben sind. Mit Hilfe dieser motorunabhängigen Klimatisierung könnte sich der Fah- rer vor heißen und feuchten Klimabedingungen schützen. Insbe- sondere bei Nacht, wenn aufgrund der fehlenden Sonnenein- strahlung der Kältebedarf nicht so hoch ist, würde sich der Schwerkraft unterstützte Klimatisierungskreislauf zur Klima- tisierung des Fahrerhauses anbieten. Bei großer erforderli- cher Kälteleistung im Stand müsste der Kältemittelkondensat- strom durch eine Umwälzpumpe unterstützt werden.

Das in Fig. 7 dargestellte Druck-p/Enthalpie-h-diagramm zeigt exemplarisch die Zustände des Kältemittels C02 in einem Kompressionskältekreislauf (A/C-Kreislauf-definiert durch die Bezugsziffern 1 (Verdichter), 2 (Umgebungswärmetauscher), 3 (innerer Wärmetauscher), 4 (Expansionsventil), 5 (Verdamp- fer) und 8 (innerer Wärmetauscher) ) und einem Standklimati- sierungskreislauf. Das Diagramm verdeutlicht, dass bei der Standkühlung das Kältemittel im Verdampfer 5 eine ca. 50 % größere Enthalpieänderung erfährt als im A/C-Betrieb. Die Kälteleistung errechnet sich bekanntlich aus dem Produkt von Kältemittelmassenstrom und Enthalpieänderung des Kältemit- tels. D. h. bei gleicher Kälteleistung am Verdampfer 5, wird bei der Standkühlung ein 50 % kleinerer Kältemittelmassen- strom benötigt. Der Leitungsquerschnitt im Nebenkreis (Kon- densatleitung 14) und die Umwälzpumpe 13 können daher ent- sprechend klein gestaltet werden.