DE102021005724A1

DE102021005724A1 - Klimaanlage

Info

Publication number: DE102021005724A1
Application number: DE102021005724.4A
Authority: DE
Inventors: Mathias VENSCHOTT
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2023-05-25
Also published as: US20250020356A1; AU2022393093A1; CN118265882A; EP4433765A1; WO2023088577A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage. Ein Verflüssigergebläse (30) ist in seiner Gebläseleistung regelbar. Der Verdichter (3) ist in seiner Verdichtungsleistung regelbar. Zwei Temperatursensoren (61, 62) sind dem Verdampfer (1) und dem Verflüssiger (3) zugeordnet. Ein dritter Temperatursensor (63) erfasst eine Ist-Temperatur außerhalb der Klimaanlage. Eine Steuereinheit (5) wirkt regelnd auf das Verflüssigergebläse (30) und/oder auf den Verdichter (3) ein, sodass die Klimaanlage in einem Modus von mindestens zwei unterschiedlichen Modi arbeitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage.
Das der Luftkühlung zugrundeliegende Prinzip der Kälteerzeugung mittels eines Kühlkreislaufs ist beispielsweise in der WO 2007/042065 A1 beschrieben. Vorhanden sind in solchen Klimaanlagen zumeist zwei Gebläse und zwei Wärmetauscher: Ein Gebläse und ein zugeordneter Wärmetauscher gehören zum Verdampfer, in dem die Luft des zu kühlenden Raumes durch die Wechselwirkung mit dem Kältemittel abgekühlt wird. Ein weiteres Gebläse und ein zugeordneter Wärmetauscher gehören zum Verflüssiger, in welchem thermische Energie des Kältemittels auf die Umgebungsluft übertragen und somit abgeführt wird.
Der Prozess der Übertragung der thermischen Energie der Raumluft auf die Außenluft erfordert elektrische Energie, die in der Regel über das lokale Stromnetz oder ggf. die Batterie eines Fahrzeugs (z. B. Wohnmobil oder Wohnwagen) zur Verfügung gestellt wird. Heutzutage wird allgemein angestrebt, dass der Energiebedarf möglichst gering ist. Eine reine Reduktion der Energieanforderung kann jedoch im Widerspruch zu den Anforderungen eines Benutzers an die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage stehen. Somit ist ein Abwägen zwischen Energiebedarf und Performance der Klimaanlage erforderlich.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Klimaanlage vorzuschlagen, die einen situationsadäquaten und energieeffizienten Betrieb erlaubt.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Klimaanlage mit einem Verdampfer, einem Verdampfergebläse, einem Verflüssiger, einem Verflüssigergebläse, einem Verdichter, einem Expansionsorgan, einer Steuereinheit und mindestens drei Temperatursensoren, wobei das dem Verflüssiger zugeordnete Verflüssigergebläse in seiner Gebläseleistung regelbar ist, wobei der Verdichter in seiner Verdichtungsleistung regelbar ist, wobei ein erster Temperatursensor der drei Temperatursensoren dem Verdampfer zugeordnet ist, wobei ein zweiter Temperatursensor der drei Temperatursensoren dem Verflüssiger zugeordnet ist, wobei ein dritter Temperatursensor der drei Temperatursensoren eine Ist-Temperatur außerhalb der Klimaanlage erfasst, wobei die Steuereinheit Temperaturmesswerte des dritten Temperatursensors im Hinblick auf einen vorgebbaren Temperatursollwert verarbeitet, und wobei die Steuereinheit regelnd auf das Verflüssigergebläse und/oder auf den Verdichter einwirkt, sodass die Klimaanlage in einem Modus von mindestens zwei unterschiedlichen Modi arbeitet.
In der erfindungsgemäßen Klimaanlage ist eine Steuereinheit vorgesehen, die auf ein regelbares Verflüssigergebläse und/oder auf einen regelbaren Verdichter einwirkt. Es lässt sich somit die Leistung der beiden Komponenten und damit auch deren Energiebedarf einstellen. Dies dient dazu, dass die Klimaanlage in jeweils einem Modus von mindestens zwei unterschiedlichen Modi betrieben werden kann. Ein Modus ist eine Betriebsart, die auf die Bedürfnisse des Benutzers der Klimaanlage und/oder auf den Energiebedarf Rücksicht nimmt. Im Folgenden werden einige Modi und die jeweiligen Besonderheiten in unterschiedlichen Ausgestaltungen der Klimaanlage diskutiert.
Für die Regelung greift die Steuereinheit auf Messdaten von drei Temperatursensoren zurück. Zwei der Temperatursensoren sind dem Verdampfer sowie dem Verflüssiger zugeordnet, um dort die Temperatur zu messen. Auf die beiden Temperatursensoren für die Ermittlung von internen Temperaturen bezieht sich ein Teil der folgenden Ausgestaltungen. Der dritte Temperatursensor misst die Temperatur außerhalb der Klimaanlage und vorzugsweise die Temperatur der Luft, die von der Klimaanlage temperiert werden soll. Dies ist somit die Ist-Temperatur, welche auf eine von einem Benutzer vorgebbare Solltemperatur gebracht werden soll. Insgesamt stehen der Steuereinheit somit drei Temperaturmesswerte und ein Solltemperaturwert zur Verfügung, um die Klimaanlage entsprechend den mindestens zwei Betriebsmodi zu regeln.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das dem Verdampfer zugeordnete Verdampfergebläse in seiner Gebläseleistung regelbar ist, und dass die Steuereinheit regelnd auf das Verdampfergebläse einwirkt, sodass die Klimaanlage in einem Modus arbeitet. In dieser Ausgestaltung sind insgesamt drei regelbare Komponenten vorhanden, die einzeln oder zusammen so von der Steuereinheit geregelt werden, dass dem jeweiligen Modus entsprochen wird: Verdampfergebläse, Verflüssigergebläse und Verdichter. Ausgehend von dieser Ausgestaltung ist somit vorgesehen, dass je nach Modus die Steuereinheit regelnd auf das Verdampfergebläse und/oder auf das Verflüssigergebläse und/oder auf den Verdichter einwirkt.
In den folgenden zwei Ausgestaltungen wird ausgeführt, wie der erste und/oder der zweite Temperatursensor ausgeführt bzw. positioniert sind.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der erste Temperatursensor so ausgestaltet und angeordnet ist, dass der erste Temperatursensor Temperaturwerte in einem Bereich des Verdampfers erfasst, in dem ein Phasenwechsel des Kältemittels stattfindet.
Eine alternative oder ergänzende Ausgestaltung beinhaltet, dass der zweite Temperatursensor so ausgestaltet und angeordnet ist, dass der zweite Temperatursensor Temperaturwerte in einem Bereich des Verflüssigers erfasst, in dem ein Phasenwechsel des Kältemittels stattfindet.
Die beiden vorgenannten Ausgestaltungen beziehen sich jeweils auf den Phasenwechsel des Kältemittels in dem Verdampfen bzw. in dem Verflüssiger. Für die optimale Regelung ist vorgesehen, dass jeweils die Temperatur gemessen wird, unter welcher der Phasenwechsel in der jeweiligen Komponente der Klimaanlage stattfindet. Wird die Temperatur jeweils in dem Gebiet des Phasenwechsels gemessen, so ergibt sich in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Kältemittels aus der Temperatur der Druck, unter welchem das Kältemittel steht.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit die Temperaturmesswerte des ersten Temperatursensors und des zweiten Temperatursensors dahingehend verarbeitet, um Aussagen über einen Druck eines Kältemittels in dem Verdampfer sowie in dem Verflüssiger zu erhalten. In dieser Ausgestaltung verwendet die Steuereinheit die Messwerte des ersten sowie des zweiten Temperatursensors dafür, um Aussagen darüber zu erlangen, bei welchem Druck der jeweilige Phasenwechsel des Kältemittels stattfindet.
Die folgenden Ausgestaltungen beziehen sich auf Modi, in denen die Klimaanlage betrieben werden kann. Die Modi werden dabei jeweils mit einem rein beispielhaften Namen bezeichnet, um sie leichter voneinander unterscheiden zu können. Die Bezeichnungen dienen daher nur der Übersicht und sind rein willkürlich, sodass sie auch entfallen oder z. B. durch Nummern ersetzt werden können.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Steuereinheit in einem „Cool max“-Modus in Abhängigkeit von der vorgebbaren Solltemperatur und den Temperaturmesswerten des dritten Temperatursensors so regelnd auf das Verdampfergebläse und/oder auf das Verflüssigergebläse und/oder auf den Verdichter einwirkt, sodass die Klimaanlage mit einer maximalen Leistung arbeitet. Im „Cool max“-Modus wird die Klimaanlage so betrieben, dass die Solltemperatur möglichst schnell erreicht wird, d. h. dass die Differenz zwischen der Ist-Temperatur im zu kühlenden Raum und der vorgegebenen Solltemperatur möglichst schnell reduziert wird. In einer Ausgestaltung werden das Verdampfergebläse und das Verflüssigergebläse mit maximaler Gebläseleistung und wird der Verdichter mit maximaler Verdichtungsleistung betrieben. Damit ergibt sich eine hohe Kälteleistung der Klimaanlage, die bei hoher Luftwechselzahl (also unter Zuführung von Frischluft) oder hoher Luftumwälzung (also im Umluftverfahren) betrieben wird. Dieser Modus dient somit dazu, möglichst schnell eine vom Benutzer gewünschte Temperatur der Raumluft zu erzielen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit in einem „Minimale Stromaufnahme“-Modus so regelnd auf das Verdampfergebläse und/oder auf das Verflüssigergebläse einwirkt, sodass der Druck des Kältemittels in dem Verdampfer innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs gleich dem Druck des Kältemittels in dem Verflüssiger ist. In diesem Modus ist das Ziel, dass die Klimaanlage möglichst wenig elektrischen Strom benötigt. Hierfür wird das Verdampfergebläse und/oder das Verflüssigergebläse so geregelt, dass der Druck des Kältemittels im Verdampfen möglichst gleich dem Druck des Kältemittels im Verflüssiger ist. Beide Drücke sollen sich zumindest nicht außerhalb eines Toleranzbereichs voneinander unterscheiden. Dies reduziert den Energiebedarf des Verdichters, der sich in dem Kältekreislauf zwischen Verdampfer und Verflüssiger befindet.
Eine alternative oder ergänzende Ausgestaltung beinhaltet, dass die Steuereinheit in einem „Minimale Stromaufnahme“-Modus so regelnd auf das Verflüssigergebläse einwirkt, sodass der Druck des Kältemittels in dem Verflüssiger in einem Minimalbereich ist. In dieser Ausgestaltung betreibt die Steuereinheit das Verflüssigergebläse derart, sodass der Druck des Kältemittels möglichst gering in dem Verflüssiger ist.
Eine weitere alternative oder ergänzende Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit in dem „Minimale Stromaufnahme“-Modus die Gebläseleistung des Verdampfergebläses erhöht, um den Druck des Kältemittels im Verflüssiger zu reduzieren.
In den vorgenannten Ausführungen hinsichtlich des als „Minimale Stromaufnahme“ bezeichneten Modus greift die Steuereinheit so ein, dass ein Druckunterschied zwischen den Drücken des Kältemittels im Verdampfer und im Verflüssiger möglichst gering ist. Wird in einer Ausgestaltung die Außenluft mit einem hohen Druckverlust durch den Verflüssiger geführt, so erhöht die Steuereinheit die Gebläseleistung des Verflüssigergebläses, indem die Drehzahl dieses Gebläses erhöht wird. Dadurch wird mehr Luftvolumenstrom gefördert und der Druck des Kältemittels im Verflüssiger sinkt. Dies führt zwar dazu, dass die Stromaufnahme des Verflüssigergebläses erhöht wird, jedoch benötigt der Verdichter deutlich weniger elektrische Energie. Dies ist relevant, da der Verdichter in der Regel mehr Energie benötigt als die Gebläsevorrichtungen.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Steuereinheit in einem „Silent“-Modus so regelnd auf das Verdampfergebläse und auf das Verflüssigergebläse einwirkt, sodass sich die Gebläseleistungen jeweils in einem vorgebbaren Minimalbereich befinden, und dass die Steuereinheit in dem „Silent“-Modus auf den Verdichter in Abhängigkeit von der Solltemperatur und den Temperaturmesswerten des dritten Temperatursensors einwirkt. In dieser Ausgestaltung wird somit die Geräuschbildung reduziert, indem die zwei regelbaren Gebläse mit möglichst geringer Leistung, beispielsweise mit minimaler Drehzahl, betrieben werden. Die Regelung der Temperatur erfolgt über den Eingriff auf den Verdichter.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit in dem „Silent“-Modus in dem Fall, dass der Druck des Kältemittels im Verdichter oberhalb eines Grenzwerts liegt, die Kompressionsleistung des Verdichters verringert und/oder die Gebläseleistung des Verflüssigergebläses erhöht. Steigt der Druck des Kältemittels im Verdichter zu stark an, so wird im sogenannten „Silent“-Modus in dieser Ausgestaltung entweder die Kompressionsleistung des Verdichters verringert oder die Gebläseleistung des Verflüssigergebläses erhöht. Alternativ können auch beide Eingriffe erfolgen.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Klimaanlage mit einem wiederaufladbaren Energiespeicher verbindbar ist, dass die Steuereinheit - vorzugsweise über eine Eingangsspannung des Energiespeichers - eine in dem Energiespeicher gespeicherte Energiemenge ermittelt, und dass in einem „Optimaler Akkubetrieb“-Modus die Steuereinheit ausgehend von der eingebbaren Solltemperatur, von der ermittelten Energiemenge und einer vorgebbaren Laufzeit regelnd auf das Verdampfergebläse und/oder auf das Verflüssigergebläse und/oder auf den Verdichter einwirkt, sodass die Klimaanlage bis zu einem Ende der Laufzeit die Ist-Temperatur innerhalb eines vorgebbaren Grenzbereichs hält. In dieser Ausgestaltung erhält die Klimaanlage die elektrische Energie von einem wiederaufladbaren Energiespeicher. Dieser ist z. B. durch einen Akku gegeben. Die Steuereinheit ermittelt die in dem Energiespeicher vorhandene Energiemenge, indem sie beispielsweise die Eingangsspannung des Energiespeichers auswertet. In dieser Ausgestaltung wird die Klimaanlage in einem „Optimaler Akkubetrieb“-Modus betrieben. Hierfür sind eine Solltemperatur und eine gewünschte Laufzeit der Klimaanlage durch einen Benutzer vorzugeben. In Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Energiemenge regelt die Steuereinheit die Klimaanlage. Der vorgebbare Grenzbereich für die Ist-Temperatur ist dabei der Bereich, innerhalb dessen die Ist-Temperatur von der Solltemperatur abweichen kann, ohne dass die Kühlleistung der Klimaanlage geändert werden muss.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass in einem „Test“-Modus die Steuereinheit so regelnd auf das Verdampfergebläse und/oder auf das Verflüssigergebläse und/oder auf den Verdichter einwirkt, sodass das Kältemittel in dem Verdampfer einen vorgebbaren Verdampfer-Testdruck und/oder das Kältemittel in dem Verflüssiger einen vorgebbaren Verflüssiger-Testdruck aufweist, dass die Steuereinheit einen Wert einer Stromaufnahme des Verdichters ermittelt, und dass die Steuereinheit ausgehend von dem ermittelten Wert der Stromaufnahme und von hinterlegten Daten eine Aussage darüber ableitet, ob ein Verlust des Kältemittels vorliegt. Durch die regelbaren Gebläse werden vorgegebene Drücke des Kältemittels im Verdampfer und/oder im Verflüssiger erzeugt. Durch die Messung der Stromaufnahme des Verdichters und den Abgleich mit einem hinterlegten Kennfeld kann die Steuereinheit beispielsweise prüfen, ob Kältemittel entwichen ist.
Bei den beiden folgenden Ausgestaltungen wird durch jeweils einen von zwei Temperatursensoren ermittelt, ob eine Vereisung der zugehörigen Komponente gegeben ist. Daher kann jeweils auf zusätzliche Sensoren für diese Überwachung verzichtet werden. Die beiden Ausgestaltungen unterscheiden sich darin, ob die Klimaanlage in einem Kühlbetrieb und in einem Heizbetrieb betrieben wird. Es wird also der Kreislauf des Kältemittels in unterschiedlichen Richtungen betrieben, sodass die Raumluft entweder gekühlt oder erwärmt wird.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Steuereinheit die Temperaturmesswerte des ersten Temperatursensors, der dem Verdampfer zugeordnet ist, in einem Kühlbetrieb der Klimaanlage dahingehend auswertet, ob eine Vereisung des Verdampfers gegeben ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Steuereinheit die Temperaturmesswerte des zweiten Temperatursensors, der dem Verflüssiger zugeordnet ist, in einem Heizbetrieb der Klimaanlage dahingehend auswertet, ob eine Vereisung des Verflüssigers gegeben ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Steuereinheit die Temperaturmesswerte des zweiten Temperatursensors, der dem Verflüssiger zugeordnet ist, dahingehend auswertet, ob ein Druck des Kältemittels in dem Verflüssiger innerhalb eines zulässigen Druckbereichs liegt. Durch Kenntnis des Drucks durch die Temperaturmessung können unzulässig hohe Drücke vermieden werden. Dies kann die Auswahl von Werkstoffen und Wandstärken beeinflussen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Klimaanlage portabel ist. In dieser Ausgestaltung ist die Klimaanlage in Bezug auf ihre Abmessungen und in Bezug auf ihr Gewicht so ausgeführt, sodass sie z. B. von einem Benutzer getragen werden kann.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Klimaanlage auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage.

Die 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Klimaanlage.
In der Klimaanlage nach dem Kaltdampfkompressionskältekreislaufs zirkuliert ein Kältemittel, welches in einem Verdampfer 1 den Phasenwechsel von flüssig/dampfförmig zu gasförmig und innerhalb des Verflüssigers 3 den Phasenwechsel von gasförmig zu flüssig vollzieht. Während des Phasenwechsels im Verdampfer 1 sowie im Verflüssiger sind dabei Temperatur und Druck konstant. Die jeweiligen Werte von Druck und Temperatur sind fest über die thermodynamischen Eigenschaften des verwendeten Kältemittels einander zugeordnet, sodass sich aus einer Temperaturmessung der Druckwert ergibt.
Dabei durchläuft das Kältemittel im Verdampfer 1 folgende Zustände: Nach der Expansion im Expansionsorgan 4 tritt das Kältemittel im Wesentlichen dampfförmig in den Verdampfer 1 ein. Der Gasanteil ist gering und der Flüssiganteil hoch. Innerhalb des Verdampfers 1 erhöht sich der Gasanteil, bis kein Flüssiganteil mehr vorhanden ist. Dies ist der Phasenwechsel. Der letzte Abschnitt des Verdampfers 1 wird genutzt, um das Kältemittel zu überhitzen. Damit wird sichergestellt, dass der nachfolgende Verdichter 2 nur mit gasförmigen Kältemittel gespeist wird. Der nachfolgende Verdichter 2 verdichtet das gasförmige Kältemittel. Im Verflüssiger 3 durchläuft das Kältemittel folgende Zustände: Das Kältemittel wird zunächst abgekühlt (sogenannte Enthitzungsstrecke). Anschließend folgt der Phasenwechsel von gasförmig zu flüssig. Im letzten Abschnitt des Verflüssigers 3 wird das Kältemittel unterkühlt, damit es am Eingang der nachfolgenden Expansionsvorrichtung 4 in jedem Fall flüssig vorliegt. Bei manchen Kältekreisläufen liegen die Überhitzungs- und/oder Unterkühlungsstrecken außerhalb des Verdampfers 1 bzw. des Verflüssigers 3. Oft wird dann ein sogenannter Innerer-Wärmeaustauscher verwendet.
Für den Betrieb der unterschiedlichen Modi sind in der dargestellten Ausgestaltung ein drehzahlregelbarer Verdichter 2, ein drehzahlregelbarer Verflüssigergebläse 30 und sogar ein drehzahlregelbares Verdampfergebläse 10 vorhanden. Der Begriff „regelbar“ ist dabei so zu verstehen, dass die Drehzahlen jeweils kontinuierlich oder in Stufen veränderbar sind.
Weiterhin sind der Verdampfer 1 und der Verflüssiger 3 jeweils mit einem Temperatursensor 61, 62 versehen. Der erste Temperatursensor 61 sowie der zweite Temperatursensor 62 befinden sich dabei an den - hier nicht dargestellten - Kältemittelrohren an derjenigen Stelle, an welchen jeweils ein Phasenwechsel des Kältemittels stattfindet. Diese Phasenwechselgebiete werden vorab unter unterschiedlichen Bedingungen (wie z. B. Grenzwerte der Temperaturen und der relativen Feuchte, in denen die Klimaanlage zur Anwendung kommt, sowie minimale und maximale Drehzahlen der regelbaren Gebläse und des regelbaren Verdichters) ermittelt. In einer Ausgestaltung befindet sich der Temperaturmesspunkt mittig in der Kältemittelrohrschleife des jeweiligen Wärmeübertragers des Verdampfers bzw. des Verflüssigers. Bei beispielsweise mehrflutigen Wärmeaustauschern sind in einer Ausgestaltung mehrere Temperatursensoren vorgesehen, deren Messwerte gemittelt werden. Alternativ wird die Temperatur nur in einem Strang gemessen. Durch die Messung der Verdampfungs- bzw. Verflüssigungstemperatur kann über die thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittels auf den Verdampfungs- bzw. Verflüssigungsdruck geschlossen werden.
Generell lässt sich sagen, dass die Strom- und damit auch Leistungsaufnahme des Verdichters 2 am geringsten ist, je niedriger der Druckhub ist, den er bewerkstelligen muss. Ferner hat in der Regel der Verdichter 2 die größte Strom- bzw. Leistungsaufnahme im Vergleich zum Bedarf der beiden Gebläse 10, 30.
Beschrieben sei beispielsweise der „Cool max“-Modus:

Der Nutzer der Klimaanlage befindet sich in einem Raum mit 35 °C und 50% relativer Feuchte. Das Klimagerät tauscht über zwei - hier nicht dargestellte - Schläuche (einmal zum Ansaugen und einmal zum Ausblasen) die Luft, die durch den Verflüssiger 3 geführt wird, mit der Umgebung außerhalb des Raumes aus. Es handelt sich somit um einen sogenannten Zweikanal-Raumkonditionierer. Die Luft, die den Verdampfer 1 passiert, wird im Raum in Umluft geführt. Der Benutzer stellt sein Raumklimagerät auf eine Solltemperatur von 23 °C ein. Die Klimaanlage wird nun mit der maximal verfügbaren Kälteleistung den Raum so schnell wie möglich auf die Solltemperatur abkühlen. Anschließend verringert die Steuereinheit 5 die Leistung des Verdichters 2 und oder die Leistung des Verdampfergebläses 10 und/oder des Verflüssigergebläses 30 und regelt anschließend so, dass die Raumtemperatur im Wesentlichen konstant bleibt.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann das Klimasystem den Hoch- und Niederdruck (also: Verflüssigungs- bzw. Verdampfungsdruck) ermitteln und versuchen, den Druckunterschied möglichst gering zu halten. Dies erlaubt zusätzliche Betriebsmodi des Klimasystems, wie sie oben beschrieben worden sind.
Bezugszeichenliste

1: Verdampfer
2: Verdichter
3: Verflüssiger
4: Expansionsorgan
5: Steuereinheit
10: Verdampfergebläse
30: Verflüssigergebläse
61: erster Temperatursensor
62: zweiter Temperatursensor
63: dritter Temperatursensor
100: Energiespeicher

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/042065 A1 [0002]

Claims

Klimaanlage mit einem Verdampfer (1), einem Verdampfergebläse (10), einem Verflüssiger (3), einem Verflüssigergebläse (30), einem Verdichter (2), einem Expansionsorgan (4), einer Steuereinheit (5) und mindestens drei Temperatursensoren (61, 62, 63), wobei das dem Verflüssiger (3) zugeordnete Verflüssigergebläse (30) in seiner Gebläseleistung regelbar ist, wobei der Verdichter (3) in seiner Verdichtungsleistung regelbar ist, wobei ein erster Temperatursensor (61) der drei Temperatursensoren (61, 62, 63) dem Verdampfer (1) zugeordnet ist, wobei ein zweiter Temperatursensor (62) der drei Temperatursensoren (61, 62, 63) dem Verflüssiger (3) zugeordnet ist, wobei ein dritter Temperatursensor (63) der drei Temperatursensoren (61, 62, 63) eine Ist-Temperatur außerhalb der Klimaanlage erfasst, wobei die Steuereinheit (5) Temperaturmesswerte des dritten Temperatursensors (63) im Hinblick auf einen vorgebbaren Temperatursollwert verarbeitet, und wobei die Steuereinheit (5) regelnd auf das Verflüssigergebläse (20) und/oder auf den Verdichter (3) einwirkt, sodass die Klimaanlage in einem Modus von mindestens zwei unterschiedlichen Modi arbeitet.
Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei das dem Verdampfer (1) zugeordnete Verdampfergebläse (10) in seiner Gebläseleistung regelbar ist, und wobei die Steuereinheit (5) regelnd auf das Verdampfergebläse (10) einwirkt, sodass die Klimaanlage in einem Modus arbeitet.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Temperatursensor (61) so ausgestaltet und angeordnet ist, dass der erste Temperatursensor (61) Temperaturwerte in einem Bereich des Verdampfers (1) erfasst, in dem ein Phasenwechsel des Kältemittels stattfindet.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Temperatursensor (62) so ausgestaltet und angeordnet ist, dass der zweite Temperatursensor (62) Temperaturwerte in einem Bereich des Verflüssigers (3) erfasst, in dem ein Phasenwechsel des Kältemittels stattfindet.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit (5) die Temperaturmesswerte des ersten Temperatursensors (61) und des zweiten Temperatursensors (62) dahingehend verarbeitet, um Aussagen über einen Druck eines Kältemittels in dem Verdampfer (1) sowie in dem Verflüssiger (3) zu erhalten.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinheit (5) in einem „Cool max“-Modus in Abhängigkeit von der vorgebbaren Solltemperatur und den Temperaturmesswerten des dritten Temperatursensors (63) so regelnd auf das Verdampfergebläse (10) und/oder auf das Verflüssigergebläse (30) und/oder auf den Verdichter (3) einwirkt, sodass die Klimaanlage mit einer maximalen Leistung arbeitet.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit (5) in einem „Minimale Stromaufnahme“-Modus so regelnd auf das Verdampfergebläse (10) und/oder auf das Verflüssigergebläse (30) einwirkt, sodass der Druck des Kältemittels in dem Verdampfer (1) innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs gleich dem Druck des Kältemittels in dem Verflüssiger (3) ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit (5) in einem „Minimale Stromaufnahme“-Modus so regelnd auf das Verflüssigergebläse (30) einwirkt, sodass der Druck des Kältemittels in dem Verflüssiger (3) in einem Minimalbereich ist.
Klimaanlage nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuereinheit (5) in dem „Minimale Stromaufnahme“-Modus die Gebläseleistung des Verdampfergebläses (10) erhöht, um den Druck des Kältemittels im Verflüssiger (3) zu reduzieren.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinheit (5) in einem „Silent“-Modus so regelnd auf das Verdampfergebläse (10) und auf das Verflüssigergebläse (30) einwirkt, sodass sich die Gebläseleistungen jeweils in einem vorgebbaren Minimalbereich befinden, und wobei die Steuereinheit (5) in dem „Silent“-Modus auf den Verdichter (3) in Abhängigkeit von der Solltemperatur und den Temperaturmesswerten des dritten Temperatursensors (63) einwirkt.
Klimaanlage nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (5) in dem „Silent“-Modus in dem Fall, dass der Druck des Kältemittels im Verdichter (3) oberhalb eines Grenzwerts liegt, die Kompressionsleistung des Verdichters (3) verringert und/oder die Gebläseleistung des Verflüssigergebläse (30) erhöht.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Klimaanlage mit einem wiederaufladbaren Energiespeicher (100) verbindbar ist, wobei die Steuereinheit (5) - vorzugsweise über eine Eingangsspannung des Energiespeichers (100) - eine in dem Energiespeicher (100) gespeicherte Energiemenge ermittelt, und wobei in einem „Optimaler Akkubetrieb“-Modus die Steuereinheit (5) ausgehend von der eingebbaren Solltemperatur, von der ermittelten Energiemenge und einer vorgebbaren Laufzeit regelnd auf das Verdampfergebläse (10) und/oder auf das Verflüssigergebläse (30) und/oder auf den Verdichter (3) einwirkt, sodass die Klimaanlage bis zu einem Ende der Laufzeit die Ist-Temperatur innerhalb eines vorgebbaren Grenzbereichs hält.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in einem „Test“-Modus die Steuereinheit (5) so regelnd auf das Verdampfergebläse (10) und/oder auf das Verflüssigergebläse (30) und/oder auf den Verdichter (3) einwirkt, sodass das Kältemittel in dem Verdampfer (1) einen vorgebbaren Verdampfer-Testdruck und/oder das Kältemittel in dem Verflüssiger (3) einen vorgebbaren Verflüssiger-Testdruck aufweist, wobei die Steuereinheit (5) einen Wert einer Stromaufnahme des Verdichters (3) ermittelt, und wobei die Steuereinheit (5) ausgehend von dem ermittelten Wert der Stromaufnahme und von hinterlegten Daten eine Aussage darüber ableitet, ob ein Verlust des Kältemittels vorliegt.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Steuereinheit (5) die Temperaturmesswerte des ersten Temperatursensors (61), der dem Verdampfer (1) zugeordnet ist, in einem Kühlbetrieb der Klimaanlage dahingehend auswertet, ob eine Vereisung des Verdampfers (1) gegeben ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Steuereinheit (5) die Temperaturmesswerte des zweiten Temperatursensors (62), der dem Verflüssiger (3) zugeordnet ist, in einem Heizbetrieb der Klimaanlage dahingehend auswertet, ob eine Vereisung des Verflüssigers (3) gegeben ist.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Steuereinheit (5) die Temperaturmesswerte des zweiten Temperatursensors (62), der dem Verflüssiger (3) zugeordnet ist, dahingehend auswertet, ob ein Druck des Kältemittels in dem Verflüssiger (3) innerhalb eines zulässigen Druckbereichs liegt.
Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Klimaanlage portabel ist.