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Title:
ELECTRICALLY DRIVEN COMPRESSION COOLING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/050826
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a compression cooling system of a motor vehicle air conditioning system comprising a compressor (6) which is driven by an electric motor (5) provided with a motor control device (12). The inventive cooling system also comprises a condenser (7), an expansion organ (8) and a vaporizer as well as connecting elements for circulating a coolant. The inventive system is designed in such a way that the heat loss of the motor (5) and/or of the motor control device (12) is carried away primarily by the coolant. The coolant can, in particular, flow around the motor and/or the motor control device (12). This results in a particularly efficient cooling of the components, whereby the heat loss thereof is simultaneously reduced. In order to attain a high degree of efficiency of the entire system, the invention also provides that a superheating of the coolant at the entry into the compressor is maintained at an almost constant level by a regulated expansion organ (8).

Inventors:
KETTNER DETLEF (DE)
KNAUS HANS-MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/001238
Publication Date:
August 31, 2000
Filing Date:
February 16, 2000
Export Citation:
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Assignee:
MANNESMANN VDO AG (DE)
KETTNER DETLEF (DE)
KNAUS HANS MARTIN (DE)
International Classes:
B60H1/32; F25B31/00; F25B41/06; (IPC1-7): F25B31/00; F25B41/06; B60H1/32
Domestic Patent References:
WO1997002729A11997-01-23
Foreign References:
US4878355A1989-11-07
US5350039A1994-09-27
DE9416795U11995-01-26
DE3731360A11988-03-31
US5927089A1999-07-27
EP0385766A21990-09-05
US4720981A1988-01-26
DE3731360A11988-03-31
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Claims:
Patentansprüche<BR> <BR> <BR>
1. Kompressionskältesystem einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem von einem Elektromotor (5) mit Motorsteuereinrichtung (12) ange triebenen Verdichter (6), einem Verflüssiger (7), einem Expansion sorgan (8) und einem Verdampfer (9), wobei diese mittels Kältemit telleitungen (10) so verbunden sind, daß ein zirkulierender Umlauf eines Kältemittels vom Verdichter (6) über den Verflüssiger (7), das Expansionsorgan (8) und den Verdampfer (9) zurück zum Verdichter (6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (5) und/oder die Motorsteuereinrichtung (12) derart angeordnet sind, daß die Ab führung der Verlustwärme des Motors (5) und/oder der Motorsteuer einrichtung (12) im wesentlichen über das Kältemittel des Kompres sionskältesystems erfolgt.
2. Kompressionskältesystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß Mittel (8,13) zur Einstellung der Überhitzung des Kältemittels am Verdichtereingang vorhanden sind.
3. Kompressionskältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (5) und der Verdichter (6) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
4. Kompressionskättesystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (5) vom Käl temittel umflossen wird.
5. Kompressionskältesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinrichtung (12) in en gem thermischem Kontakt zum Kältemittel zwischen dem Ausgang des Expansionsorgans (8) und dem Eingang des Verdichters (6) an geordnet ist.
6. Kompressionskältesystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Motorsteuereinrichtung (12) vom Kältemittel um flossen wird.
7. Kompressionskältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einstellung der Überhitzung am Verdichtereingang ein thermostatisches Expansi onsventil enthalten.
8. Kompressionskältesystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einstellung der Überhitzung am Verdichtereingang ein elektronisch geregeltes Expansionsventil enthalten.
9. Verfahren zum Betreiben eines Kompressionskältesystems eines Kraftfahrzeugs mit einem von einem Elektromotor (5) mit Motorsteu ereinrichtung (12) angetriebenen Verdichter (6), Verflüssiger (7), re gelbarem Expansionsorgan (8) und Verdampfer (9), sowie einem Kältemittelumiauf vom Verdichter (6) über den Verfiüssiger (7), das regelbare Expansionsorgan (8) und den Verdampfer (9) zurück zum Verdichter (6) mit einem Kältemittel, das bedingt durch die Arbeits weise des Kompressionskältesystems Bereiche mit einem niedrige ren und einem höheren Temperaturniveau aufweist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Elektromotor (5) und/oder die Motorsteuer einrichtung (12) durch das Kältemittel des Kompressionskältesy stems im Bereich des niedrigeren Temperaturniveaus gekühlt wird, und der Kältemitteldurchlaß des Expansionsorgans (8) so geregelt wird, daß das Kältemittel am Eingang des Verdichters (6) eine nahe zu konstante Überhitzung aufweist.
Description:
Beschreibung Elektrisch angetriebenes Kompressionskältesystem eines Kraftfahrzeuges Die Erfindung betriffl ein Kompressionskältesystem einer Kraftfahrzeug- klimaanlage mit einem von einem Elektromotor mit Motorsteuereinrichtung angetriebenen Verdichter, einem Verflüssiger, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer, wobei diese mittels Kältemittelleitungen so ver- bunden sind, daß ein zirkulierender Umlauf eines Kältemittels vom Ver- dichter über den Verf) üssiger, das Expansionsorgan und den Verdampfer zurück zum Verdichter erfolgt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfah- ren zum Betreiben eines entsprechenden Kompressionskältesystems.

Kompressionskältesysteme in heutigen Kraftfahrzeugklimaanlagen wer- den direkt vom Verbrennungsmotor des Fahrzeuges über einen Riemen- trieb angetrieben. Hierdurch hängt die Drehzahl des durch den Riemen- trieb angetriebenen Verdichters direkt mit der Drehzahl des Verbren- nungsmotors zusammen. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors variiert jedoch sehr stark unter den verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. So wird beispielsweise bei schneller Autobahnfahrt eine hohe Drehzahl vorherrschen, während bei Stadffahrten oder insbesondere auch im Stau niedrige Umdrehungszahlen dominierend sind. Somit steht gera- de bei langsamer Fahrt, bei der die geforderte Kälteleistung der Klimaan- lage in der Regel am größten ist, das niedrigste Drehzahlniveau zur Ver- fügung. Um eine Regelung der Kälteleistung bei diesen Anlagen unab- hängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu gewährleisten, wei- sen diese Anlagen Verdichter mit einem variablen Hubraum auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um sogenannte Taumelscheibenverdichter.

Diese Anlagen weisen mehrere Nachteile auf, wie beispielsweise die er- forderliche Anhebung der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors, um ein Absterben desselben zu verhindern oder die Verschlechterung des volumetrischen Wirkungsgrades bei Abregelung der Anlage aufgrund des konstruktiv bedingten Rückexpansionsvolumens. Eine Verschlechterung des Wirkungsgrades wirkt sich insbesondere auf den Energieverbrauch negativ aus.

Um die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, wurden auch bereits elek- trisch angetriebene Kompressionskältesysteme für Kraftfahrzeuge vorge- schlagen, wie beispielsweise in der DE 37 31 360 A1. Bei elektrisch an- getriebenen Kompressionskältesystemen kann die Kälteleistung direkt dem aktuell zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums erforderlichen Wert angepaßt werden. Insbesondere kann eine nachträgliche Erwärmung der abgekühlten Luft unterbleiben. Elektrisch angetriebene Kompressionskäl- tesysteme bieten daher eine gute Möglichkeit, den Primärenergieeinsatz zu optimieren. Allerdings sind mit der neuen Antriebsart auch zusätzliche Probleme verbunden. Zu erwähnen ist insbesondere das Problem der Wärmeentwicklung des Elektromotors und der Motorsteuerung. In der DE 37 31 360 A1 wird daher vorgeschlagen, die vom Fahrer gewäh, ten Komforteinstellungen sequentiell zu übersteuern bzw. azurer Acht zu las- sen, um eine Überbelastung des Elektromotors zu vermeiden. Dies be- deutet mit anderen Worten, daß die Temperatur am Elektromotor be- stimmt wird und bei Erreichen eines kritischen Grenzwertes eine Abrege- lung erfolgt. Durch diese Maßnahme wird aber unter Umständen gerade dann, wenn eine hohe Kälteleistung erforderlich wird, eine Reduzierung derselben vorgenommen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektrisch angetriebenes Kom- pressionskältesystem anzugeben, bei dem diese Nachteile vermieden werden und das gleichzeitig einen hohen Wirkungsgrad und somit einen geringen Primärenergieeinsatz aufweist.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kompressionskältesystem dadurch gelost, daß der Motor und/oder die Motorsteuereinrichtung derart angeordnet sind, daß die Abführung der Verlustwärme des Motors und/oder der Motorsteuereinrichtung im wesentlichen über das Kältemittel des Kompressionskältesystems erfolgt.

Durch die Abführung der Verlustwärme des Motors und/oder der Motor- steuereinrichtung über das Kältemittel wird eine sehr effiziente Kühlung dieser Elemente erreicht. Im Bereich zwischen dem Ausgang des Expan- sionsorgans und dem Eingang des Verdichters (Kompressors) weist das Kältemittel eine Temperatur von nur wenigen Grad Celsius auf. Sowohl die Temperatur des Motors als auch der Motorsteuereinrichtung können daher durch die erfindungsgemäße Maßnahme auf ein Temperaturniveau abgesenkt werden, bei dem die Verluste des Motors und der Motorsteuer- einrichtung wesentlich niedriger sind, als bei den hohen Temperaturen, die üblicherweise im Motorraum herrschen. Durch das niedrige Tempera- turniveau wird so beispielsweise der Wicklungswiderstand der Motorwick- lungen deutlich abgesenkt. Allein durch die Absenkung der Betriebstem- peratur des Motors und/oder der Motorsteuereinrichtung kann daher be- reits der Primärenergieeinsatz reduziert werden, da weniger Vertustwärme entsteht.

Es wurde erkannt, daß durch die Verlustwärme des Motors und/oder der Motorsteuereinrichtung, die dem Kältemittel zugeführt wird, bei ansonsten unverändertem Gesamtsystem eine Verschlechterung des Wirkungsgra- des der Kompressionskälteanlage eintreten kann. Durch die Zuführung zusätzlicher Wärme an das Kältemittel kann die Überhitzung des Käl- temittels am Eingang des Kompressors überhöht sein. Durch eine erhöhte Verdichteraustrittstemperatur erfolgt nun weiterhin eine Erhöhung des Druckes und der spez. Enthalpie am Verflüssigereintritt, so daß infolge dieses Prozesses der Wirkungsgrad der Anlage sinkt. Um diese uner- wünschte Wirkung sicher zu vermeiden, sind daher vorzugsweise weiter- hin Mittel zur Einstellung der Überhitzung des Kältemittels am Verdich- tereingang vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, daß die Überhitzung am Verdichtereingang den gewünschten Wert nicht überschreitet. Insbeson- dere wird dabei die Aufnahme der Abwärme des Motors und/oder der Motorsteuereinrichtung berücksichtigt. Zur Einstellung der Überhitzung am Verdichtereingang kann insbesondere ein thermostatisches Expansions- ventil oder ein elektronisch geregeltes Expansionsventil vorgesehen sein.

Durch Regelung des Durchlasses des Ventils und damit des Kältemittel- massenstroms wird dabei die Überhitzung des Kältemittels am Verdich- tereintritt eingestellt. Die Referenzüberhitzung für die Regelung des Ex- pansionsorgans wird dabei erfindungsgemäß direkt am Verdichtereingang abgenommen. Hierdurch wird automatisch der Einfluß der Abwärme des Motors und/oder der Motorsteuereinrichtung berücksichtigt.

In einer bevorzugten Anordnung ist der Elektromotor zusammen mit dem Verdichter in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Diese Anord- nung hat den Vorteil, daß Undichtigkeiten an einer drehenden Welle, die bei Anordnung des Elektromotors außerhalb des Verdichtergehäuses auftreten können, von Anfang an vermieden werden. Eine besonders ef- fektive Kühlung des Elektromotors wird dabei dann erreicht, wenn der Elektromotor direkt vom Kältemittel umflossen wird. In einer bekannten Ausführungsform weist der Elektromotor 5 eine Hohlwelle auf, durch die das Kältemittel von der Kältemittelleitung zum Verdichter 6 befördert wird.

Bei dieser bekannten Ausführungsform wird der Elektromotor 5 somit höchstens in geringem Maße durch das Käitemitte ! gekühtt.

Um eine effiziente Kühlung der Motorsteuereinrichtung zu erreichen, ist diese in engem thermischen Kontakt zum Kältemittel, vorzugsweise im Bereich zwischen dem Ausgang des Expansionsorgans und dem Eingang des Verdichters, also im Bereich niedriger Kältemitteltemperaturen, ange- ordnet. Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird die Motorsteuerein- richtung direkt vom Kältemittel umflossen. Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, die Motorsteuereinrichtung außerhalb des Kältemittelflus- ses am Gehäuse des Verdichters oder an den Kältemittelleitungen in gu- tem thermischen Kontakt zum Kältemittel anzuordnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Kompressions- kältesystems eines Fahrzeuges geht von einem Kältesystem aus, das ei- nen von einem Elektromotor mit Motorsteuereinrichtung angetriebenen Verdichter, einen Verflüssiger, ein regelbares Expansionsorgan und einen Verdampfer sowie einen Kältemittelkreislauf mit einem Kältemittel auf- weist. Bedingt durch die bekannte Arbeitsweise eines solchen Kompressi- onskältesystems weist dieses Bereiche mit einem niedrigen und einem höheren Temperaturniveau auf.

Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, daß der Elektromotor oder die Motorsteuereinrichtung durch das Kältemittel im Bereich des niedrigen Temperaturniveaus gekühit wird. Weiterhin ist vorgesehen, daß der Käl- temitteldurchlaß des Expansionsorgans so geregelt wird, daß das Käl- temittel am Eingang des Verdichters eine nahezu konstante Überhitzung aufweist. Durch diese Verfahrensweise wird ein energieeffizienter Betrieb des Kompressionskältesystems erreicht. Der Elektromotor und/oder die Motorsteuereinrichtung arbeiten in einem Bereich mit einem reduzierten Temperaturniveau, so daß verringerte Verluste bei diesen Elementen auf- treten. Gleichzeitig wird am Eingang des Verdichters eine nahezu kon- stante Überhitzung des Kältemittels eingestellt. Durch diese Vorgehens- weise wird die Temperatur-bzw. Überhitzungserhöhung des Kältemittels durch die Abwärme des Elektromotors und/oder der Motorsteuereinrich- tung berücksichtigt. Die Überhitzung am Verdichtereingang wird dabei so eingestellt werden, daß sogenannte Flüssigkeitsschläge im Verdichter ausgeschlossen werden können.

Flüssigkeitsschläge im Verdichter entstehen durch nicht hundertprozentig verdampftes Kältemittel. Ein vorhandener Flüssigkeitsanteil im gasförmi- gen Kältemittel ist nicht kompressibel. Aufgrund des hochdynamischen Verdichtungsvorganges und der Trägheit der Auslaßventile, kann es da- her zum Flüssigkeitsschlag im Kompressionsraum kommen. Dieser Effekt kann bis zum Ausfall des Verdichters führen.

Zur Vermeidung von Flüssigkeitsschlägen wird die Überhitzung des Käl- temittels am Verdichtereingang so gewäh ! t werden, daß eine leichte Überhitzung von beispielsweise etwa 5 bis 15 K vorliegt. Ein hoher Wert für die Überhitzung ist zwar an sich zulässig, wirkt sich jedoch negativ auf den Wirkungsgrad der Gesamtanlage aus.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein Kompressionskältesystem mit elektrisch angetriebenem Verdichter und verschiedenen Einbauorten der Motorsteuer- einrichtung im Kältemittelkreislauf, Figur 2 ein Kompressionskältesystem mit elektrisch angetriebenem Verdichter und verschiedenen Einbauorten der Motorsteuer- einrichtung in thermisch engem Kontakt zum Kältemittel- kreislauf, jedoch außerhalb desselben, Figur 3 ein Kompressionskältesystem mit elektrisch angetriebenem Kompressor mit Mitteln zur Einstellung der Kältemittelüber- hitzung am Verdichtereingang, Figur 4 eine Darstellung des im Kompressionskältesystem ablaufen- den Kreisprozesses im Mollier-h, Ig p-Diagramm, Figur 5 eine schematische Darstellung einer Heizungs-und Klima- anlage eines Kraftfahrzeuges.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäß. es Kompressionskäitesystem schema- tisch dargestellt. Es weist einen von einem Elektromotor 5 angetriebenen Verdichter 6 auf. Bei dem Verdichter 6 kann es sich insbesondere um ei- nen an sich bekannten Spiralverdichter handeln. Mit Hilfe eines Spiralver- dichters wird insbesondere eine kontinuierliche pulsationsarme Förderung eines nicht dargestellten Kältemittels erreicht. Das Kältesystem weist fer- ner einen Verflüssiger 7, ein Expansionsorgan 8 und einen Verdampfer 9 auf. Der Verdichter 6, Verflüssiger 7, Expansionsorgan 8 und Verdampfer 9 sind in der dargestellten Weise mittels Kältemittelleitungen 10 verbun- den, so daß ein kontinuierlicher Kreislauf eines Kaltemittels vom Verdich- ter 6 über den Verflüssiger 7, das Expansionsorgan 8 und den Verdamp- fer 9 zurück zum Verdichter 6 erzielt wird.

Im Verdichter 6 wird das Kältemittel verdichtet und anschließend dem Verflüssiger 7 zugeführt. Im Verflüssiger 7 erfolgt eine Wärmeabgabe an ein äußeres Medium, so daß das Kältemittel verflüssigt wird. Im Expansi- onsorgan 8 erfolgt eine Entspannung des Kältemittels und damit eine Ab- nahme des Druckes. Der Bereich zwischen dem Kompressor 6 über den Verflüssiger 7 bis zum Expansionsorgan 8 bildet daher die Hochdruckseite des Kältesystems. Das durch das Expansionsorgan 8 entspannte Käl- temittel tritt in den Verdampfer 9 ein und geht dort durch Wärmeaufnahme von einem äußeren Medium in den gasförmigen Zustand über. Das gas- förmige Käitemittel wird schließlich vom Verdichter 6 angesaugt und der gesamte Vorgang startet von neuem. Der Bereich vom Expansionsorgan 8 über den Verdampfer 9 bis zum Eingang des Verdichters 6 bildet die Niederdruckseite des Kältesystems. Gleichzeitig ist dies auch der Bereich mit einem niedrigen Temperaturniveau, verglichen mit dem Temperaturni- veau der Hochdruckseite.

Gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform befinden sich der Elektromotor 5 und der Verdichter 6 in einem gemeinsamen Gehäuse 11, und der Elektromotor 5 wird von dem Kältemittel umflossen. Somit findet eine sehr gute Kühlung des Elektromotors 5 durch das Kältemittel statt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist nun weiter vorgesehen, daß auch die Motorsteuereinrichtung 12 in engem thermi- schen Kontakt zum Kältemittel angeordnet ist. Durch die Darstellungswei- se in der schematischen Darstellung der Figur 1 soll angedeutet werden, daß sich die Motorsteuereinrichtung 12 im Kältekreislauf befindet, d. h. die Motorsteuereinrichtung 12 wird von dem Kältemittel umflossen. Hierdurch wird eine optimale Abführung der Abwärme der Motorsteuereinrichtung erzielt. In der Figur 1 sind verschiedene alternative Einbaulagen 12a der Motorsteuereinrichtung innerhalb des Kältemittelkreislaufes gestrichelt dargestellt. Insbesondere kann die Motorsteuereinrichtung zusammen mit dem Elektromotor 5 und dem Verdichter 6 in einem gemeinsamen Gehäu- se 11 untergebracht werden. Alternative Anbringungsorte liegen zwischen dem Expansionsorgan 8 und dem Verdampfer 9, im Verdampfer und zwi- schen dem Verdampfer 9 und dem Elektromotor 5 bzw. dem Verdichter 6.

Durch die Anordnung der Motorsteuereinrichtung 12 auf der Niederdruck- seite und damit auch auf der Niedertemperaturseite des Kältemittelkreis- laufes wird eine besonders effiziente Kühlung der Motorsteuereinrichtung 12 erreicht. In diesem Bereich beträgt die Kältemitteltemperatur nur weni- ge Grad Celsius. Aufgrund des gegenüber anderen Ausführungsformen deutlich niedrigeren Temperaturniveaus der Motorsteuereinrichtung 12 treten in dieser auch nur deutlich niedrigere Verluste auf. Ursache hierfür ist die niedrigere Verlustwärme der in der Motorsteuereinrichtung einge- setzten Bauelemente bei niedrigerem Temperaturniveau. Derselbe Effekt tritt auch bei dem durch das Kühimittel auf ein niedrigeres Temperaturni- veau abgekühlten Elektromotor 5 auf. Insbesondere sind dessen Wick- lungsverluste deutlich niedriger als bei Betrieb auf hohem Temperaturni- veau im Motorraum des Kraftfahrzeuges.

In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Auch hier befindet sich der Elektromotor 5 zusammen mit dem Kompres- sor 6 in einem gemeinsamen Gehäuse 11. Der Elektromotor wird vor- zugsweise vom Kühimittel umflossen und geküh ! t. Abweichend von der Ausführungsform der Figur 1 ist hier jetzt jedoch die Motorsteuereinrich- tung 12 nicht direkt im Kältemittelkreislauf eingeschlossen, sondern die Motorsteuereinrichtung 12 befindet sich in engem thermischem Kontakt zum Kältemittel, ohne von diesem umflossen zu werden. So kann die Motorsteuereinrichtung 12 beispielsweise direkt am Gehäuse 11 ange- bracht sein, wobei das Innere des Gehäuses mit Kältemittel ausgefüllt ist.

Besteht das Gehäuse 11 aus einem metallischen Werkstoff, so findet ein sehr guter Wärmeübergang von der Motorsteuereinrichtung 12 zum Käl- temittel innerhalb des Gehäuses statt. Auch durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß die Motorsteuereinrichtung 12 im wesentlichen durch das Kaltemittel gekühlt wird. Alternative Einbauorte der Motorsteuerein- richtung sind in Figur 2 wiederum gestrichelt dargestellt. Insbesondere kann die Motorsteuereinrichtung auf der Niederdruckseite des Kältesy- stems direkt an eine Kältemittelleitung 10 angeflanscht sein. Weiterhin ist ein Einbau der Motorsteuereinrichtung am Verdampfer 9 möglich.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Motorsteuereinrichtung 12 bzw. des Elektromotors 5 mit Kühlung über das Kältemittel wird das Käl- temittel auf der Niederdruckseite mit einer zusätzlichen Wärmemenge be- aufschlagt. Hierdurch kann die Überhitzung des Kältemittels am Eingang des Verdichters 6 damit auf einem höheren Niveau liegen, als bei be- kannten Kältesystemen. Falls dies aus energetischer Sicht nicht wün- schenswert erscheint, kann durch weiter unten beschriebene zusätzliche erfinderische Maßnahmen Abhilfe geschaffen werden.

Figur 4 zeigt ein Mollier-Diagramm mit der spezifischen Enthalpie h und dem Logarithmus des Druckes p. Für das Kältemittel werden drei Berei- che A, B, C unterschieden. Im Bereich A liegt das Kältemittel flüssig und im Bereich C gasförmig vor. Im Bereich B liegt das Kältemittel dagegen als sogenannter Naßdampf vor, d. h. gasförmig mit Flüssigkeitströpfchen.

Im Diagramm der Figur 4 ist der im Kältesystem ablaufende Kreisprozeß eingezeichnet. Hierin sind gemäß der standardisierten Bezeichnungswei- se mit 1 der Verdichtereintritt, mit 2 der Verdichteraustritt, mit 3 der Ex- pansionsorganseintritt und mit 4 der Verdampfereintritt bzw. der Expansi- onsorgansaustritt bezeichnet. Wie eingangs bereits erwähnt, wird die Überhitzung am Verdichtereintritt und damit auch die spez. Enthalpie im Punkt 1 so gewähit, daß das Kältemittel keine Flüssigkeitströpfchen ent- hält. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß der Punkt 1 im Bereich C liegen muß. Dies wird bei bekannten Kältemittelsystemen dadurch er- reicht, daß die Überhitzung am Verdampferausgang auf einen nahezu konstanten Wert eingestellt wird. Dies wird durch Regelung des durch das Expansionsorgan 8 fließenden Kältemittelmenge erreicht. Gemäß der vor- liegenden Erfindung kann je nach Anbringungsort der Motorsteuerein- richtung 12 eine von der aktuellen Verlustleistung der Motorsteuerein- richtung abhängige Wärmemenge dem Kältemittel zugeführt werden, so daß am Eingang des Verdichters 6 eine Überhitzungs-und damit Enthal- pieerhöhung auftreten kann. Der Punkt 1 kann somit zum Punkt 1'ver- schoben werden. Durch die Verdichtung des Kältemittels im Verdichter 6 ergibt sich dadurch auch eine Verschiebung des Punktes 2 zum Punkt 2', d. h. daß ein höherer Druck am Verdichteraustritt vorliegt. Eine solche mögliche Verschiebung des Diagramms des ablaufenden Kreisprozesses hat eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Kältesystems zur Folge. Durch die nachfolgend anhand der Figur 3 beschriebene weitere erfinderische Ausgestaltung wird eine solche mögliche Verschlechterung der Wirkungsgrades des Kältesystems sicher vermieden.

Figur 3 zeigt wiederum das Kältesystem mit Verdichter 6, Verflüssiger 7, Expansionsorgan 8 und Verdampfer 9. Zusätzlich ist ein Flüssigkeitsab- scheider 14 zwischen Verdampfer 9 und Verdichter 6 vorgesehen. Der Verdichter 6 befindet sich zusammen mit dem Elektromotor 5 in einem gemeinsamen Gehäuse 11. Der Elektromotor 5 wird vom Kältemittel direkt umflossen. Die Motorsteuereinrichtung 12 ist am Gehäuse 11 angeordnet und wird auf diese Weise ebenfalls durch das Kältemittel gekühlt. Durch die Abwärme des Elektromotors 5 und die Motorsteuereinrichtung 12 wird die spez. Enthalpie des Kältemittels auf dem Weg vom Verdampfer 9 zum Eingang des Verdichters 6 erhöht. Damit am Eingang des Verdichters 6 eine energetisch günstige Überhitzung vorliegt, ist nun vorgesehen, daß am Eingang des Verdichters 6 ein Temperaturfühler 13 angebracht ist, der mit dem Expansionsorgan 8 über eine Fühlerleitung 25 in Verbindung steht. Der Kältemittelmassenstrom durch das Expansionsorgan 8 wird nun so geregelt, daß am Verdichtereingang stets nahezu die gleiche ge- wünschte Überhitzung anliegt. Die zeitlich variierende Wärmeabgabe der Motorsteuereinrichtung 12 und des Elektromotors 5 an das Kältemittel kann somit ausgeglichen werden. Durch Wahl der optimalen Kaltemittel- parameter am Verdichtereingang kann somit ein hoher Wirkungsgrad des Kältesystems bei gleichzeitig sicherem Betrieb ohne Flüssigkeitsschläge im Verdichter 6 erreicht werden. Durch die aufgrund der niedrigeren Tem- peratur des Elektromotors 5 und der Motorsteuereinrichtung 12 verringer- ten Wärmeverluste dieser Elemente wird der Wirkungsgrad des Gesamt- systems zudem weiter erhöht. Hinzu kommt schließlich noch die optimale Regelung des Kältesystems in Abhängigkeit von der geforderten Kältelei- stung durch die gute Regelbarkeit des Elektromotors 5.

In der Figur 5 ist eine Lüftungs-und Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges schematisch dargestellt, in der das beschriebene Kom- pressionskältesystem zum Einsatz kommt. Zur Luftzuführung in den In- nenraum des Kraftfahrzeuges weist die Klimaanlage einen Luftkanal 15 auf, der die Luft von der Lufteinströmöffnung 16 mittels eines Gebläses 17 über die Kühivorrichtung 18 und die Heizvorrichtung 19 zu den Ausström- öffnungen 20,21,22 in den Innenraum leitet. Die Klimaregelung erfolgt über den Klimaregler 23, der das Gebläse 17, die Kühivorrichtung 18 und die Heizvorrichtung 19 ansteuert. Eingangssignal für den Klimaregler sind neben der Innenraumtemperatur T, die mittels eines Temperatursensors gemessen wird, auch die Einsteligrößen, die über die Bedienelemente der Bedieneinheit 24 gewähit werden. Die Kühivorrichtung 18 beinhaltet nun das zuvor beschriebene Kompressionskältesystem. Im Luftstrom des Luft- kanals 15 ist dabei der Verdampfer 9 des Kompressionskältesystems an- geordnet. Im Verdampfer nimmt das Kältemittel somit Wärme von der im Luftkanal 15 angesaugten Luft auf und kühit diese ab bevor sie dem Fahr- zeuginnenraum zugeführt wird. Hierdurch wird die gewünschte Kühlwir- kung des Fahrzeuginnenraums erreicht.