DE19505403C2

DE19505403C2 - Hochleistungsklimaanlage für Busse

Info

Publication number: DE19505403C2
Application number: DE19505403A
Authority: DE
Original assignee: DONGHWAN IND CORP
Current assignee: DONGHWAN IND CORP
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2015-02-18
Also published as: DE19505403A1; DE19505403C5

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Busse, und spezieller auf eine strukturelle Verbesserung in solch ei ner Klimaanlage, um die Arbeitsleistung der Anlage zu ver bessern und um teilweisen Wechsel und teilweise Reparatur von Teilen der Anlage dadurch zu ermöglichen, daß Konden sator und Verdampfer der Anlage unter Verwendung einer Vielzahl gering dimensionierter Kondensatorkörper eines Parallelflußtyps und einer Vielzahl gering dimensionierter Verdampferkörper eines lamellenförmigen Typs konstruiert sind.

Beim Stand der Technik werden in Klimaanlagen für Busse typischerweise Wärmeaustauscher eines Rippenröhrentyps verwendet. Um Kühlbelastung gewachsen zu sein, sollten die Körper sowohl der Kondensatoren als auch der Verdampfer der obigen Klimaanlagen aufgrund der intrinsischen Eigen schaften der Wärmeaustauscher des Rippenröhrentyps groß dimensioniert sein. Aufgrund der groß dimensionierten Kör per sowohl der Kondensatoren als auch der Verdampfer haben die Klimaanlagen unvermeidlich große Volumina und große Gewichte, so daß es sehr schwer ist, die Klimaanlagen zu handhaben, wenn die Anlagen in den Bussen installiert wer den und wenn mit den Anlagen umzugehen ist. Ferner kann die typische Klimaanlage, da der Kondensator und der Ver dampfer der Anlage jeweils als eine Einheit ausgebildet sind, nicht teilweise ausgewechselt oder repariert werden, sondern sollte vollständig gegen eine neue Anlage ausge tauscht werden, wenn es Probleme mit dem Verdampfer oder dem Kondensator der Anlage gibt. Wenn die Klimaanlage wäh rend des Fahrens des Busses betrieben wird, wird bei dem Betrieb der Klimaanlage eine beträchtliche Energiemenge verschwendet. Ein weiteres Problem der obigen Klimaanlage liegt darin, daß nicht vermieden werden kann, daß die Ar beitsleistung der Anlage aufgrund der durch die Fahrgäste in dem Bus produzierten Körperwärme und aufgrund des Ein dringens von warmer Außenluft in das Fahrzeug durch die offene Tür, die häufig geöffnet werden kann, um Fahrgäste in den Bus aufzunehmen oder abzusetzen, reduziert wird. Das große Volumen des Kon densators und das große Volumen des Verdampfers der Anlage verringern die Fließ geschwindigkeit des in der Anlage zirkulierenden Kühlmittels und verschlechtern die Wärmeaustauschleistungsfähigkeit der Anlage so, daß die oben genannte Klimaanlage scheitern muß, die Innentemperatur des Busses angemessen zu regeln.

Aus DE 41 13 246 A1 ist eine Klimaanlage mit in je zwei Sektionen unterteilten Konden sator und Verdampfer sowie mit einem Kompressor und mehreren Ventilatormotoren bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage bereitzustellen, die flexibel an Leistungsanforderungen und/oder Bauraumvorgaben anpaßbar sowie einfacher und kostengünstiger montiert und instand gehalten werden kann.

Um die Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Hochleistungsklimaanlage nach Anspruch 1 vor.

Bei der Klimaanlage ist die Zahl der Kondensatormodule durch die von den Konden satoreinheiten abzustrahlenden Wärme bestimmt und die Anzahl der Verdampfermodule durch die Kühlbelastung bestimmt, der die Verdampfermodule zu entsprechen haben. Außerdem sind die Positionen sowohl der Kondensatoreinheit als auch der Ver dampfereinheit in jedem Winkel gemäß Bedingungen ihrer Installation einstellbar.

Die obigen und weitere Einzelheiten und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden de taillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleiten den Zeichnungen besser verständlich, in denen:

Fig. 1 eine Draufsicht ist, die alle Komponenten einer Hochleistungsklimaanlage für Busse dieser Erfin dung zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht der Klimaanlage dieser Erfindung ist;

Fig. 3A und 3B jeweils Ansichten sind, die eine Kondensa toreinheit und eine Verdampfereinheit der Klimaan lage zeigen, die gemäß einer ersten Ausführungs form dieser Erfindung angeordnet sind;

Fig. 4A und 4B jeweils Ansichten sind, die die Kondensa toreinheit und die Verdampfereinheit der Klimaan lage zeigen, die gemäß einer zweiten Ausführungs form dieser Erfindung angeordnet sind;

Fig. 5A und 5B jeweils Ansichten sind, die die Kondensa toreinheit und die Verdampfereinheit der Klimaan lage zeigen, die gemäß einer dritten Ausführungs form dieser Erfindung angeordnet sind;

Fig. 6A und 6B jeweils Ansichten sind, die die Kondensa toreinheit und die Verdampfereinheit der Klimaan lage zeigen, die gemäß einer vierten Ausführungs form dieser Erfindung angeordnet sind; und

Fig. 7A und 7B eine Draufsicht und eine Schnittansicht ei ner Klimaanlage mit einer lamellenförmigen Konden satoreinheit sind, die gemäß einer fünften Ausfüh rungsform dieser Erfindung angeordnet ist.

In den Fig. 1 und 2 ist eine für die Verwendung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Bus, geeignete Klimaanlage gemäß dieser Erfindung gezeigt. Die Klimaanlage weist ei nen Kompressor 2 auf, der gasförmiges Kühlmittel geringer Temperatur und geringen Drucks komprimiert, das von einer Verdampfereinheit 4 eingeführt wird, um gasförmiges Kühl mittel hoher Temperatur und hohen Drucks zu liefern, wie es Fachleuten bekannt ist. Der Ausgang des Kompressors 2 ist mit einer Kondensatoreinheit 3 verbunden, so daß das gasförmige Kühlmittel des Kompressors 2, das eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, zu der Kondensator einheit 3 befördert wird. Die Kondensatoreinheit 3 weist eine Vielzahl gering dimensionierter Kondensatorkörper 3a, 3b, 3c und 3d eines Parallelflußtyps auf. In der Kondensa toreinheit 3 sind der zweite und der vierte Körper 3b und 3d miteinander parallel durch ein erstes Verbindungsrohr 6 verbunden, während der erste und der dritte Körper 3a und 3c miteinander parallel durch ein zweites Verbindungsrohr 6' verbunden sind. Eine Rohrleitung erstreckt sich zwi schen dem ersten Verbindungsrohr 6 der Kondensatoreinheit 3 und der Verdampfereinheit 4, um die Kondensatoreinheit 3 mit der Verdampfereinheit 4 zu verbinden. Ein Trockner 8 ist an der sich zwischen dem ersten Verbindungsrohr 6 und der Verdampfereinheit 4 erstreckenden Rohrleitung be festigt. Die Verdampfereinheit 4 weist eine Vielzahl ge ring dimensionierter Verdampferkörper 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f eines lamellenförmigen Typs auf und ist durch einen ersten Verteiler 5 mit der Rohrleitung verbunden, die sich von der Kondensatoreinheit 3 erstreckt, so daß das Kühl mittel aus der Kondensatoreinheit 3 gleichmäßig an die Verdampferkörper 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f verteilt wird. Die Verdampfereinheit 4 ist außerdem durch einen zweiten Verteiler 5' mit einer Rücklaufrohrverbindung verbunden, die sich von der Verdampfereinheit 4 zu dem Kompressor 2 erstreckt. An den gegenüberliegenden Seiten der Verdamp fereinheit 4 ist eine Vielzahl von Ventilatormotoren 7 und 7' angeordnet. In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugs ziffer 1 ein Gehäuse der Anlage, die Ziffer 9 bezeichnet eine Temperaturregelvorrichtung, die in dem Bus zur Rege lung der Innentemperatur des Busses installiert ist, die Ziffer 10 bezeichnet eine mit der Hand zu bedienende Re gelvorrichtung, die in einem über dem Fahrersitz plazier ten Regelkasten installiert ist, und die Ziffer 11 be zeichnet ein Expansionsventil, das an der Rohrleitung be festigt ist, die sich zwischen der ersten Rohrleitung 6 der Kondensatoreinheit 3 und dem ersten Verteiler 5 der Verdampfereinheit 4 erstreckt. Die Klimaanlage weist fer ner einen Gebläsemotor 12 (siehe 3A) auf, der in dem obe ren Abschnitt der Kondensatoreinheit 3 plaziert ist.

Die Fig. 3A und 3B sind Ansichten, die die Kondensatorein heit 3 und die Verdampfereinheit 4 der Klimaanlage zeigen, die gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung angeordnet sind. In der ersten Ausführungsform ist die Vielzahl gering dimensionierter Kondensatorkörper eines Parallelflußtyps 3a, 3b, 3c und 3d der Kondensatoreinheit 3 horizontal in dem vorderen Abschnitt des Gehäuses 1 der Anlage angeordnet, wie in Fig. 3A gezeigt ist. Die Viel zahl gering dimensionierter Verdampferkörper eines lamel lenförmigen Typs 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f der Verdampfer einheit 4 ist jedoch in dem hinteren Abschnitt des Gehäu ses 1 so angeordnet, daß alle Körper 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f relativ zu den gegenüberliegenden Seiten des Gehäu ses 1 unter einem Neigungswinkel geneigt sind, wie in Fig. 3B gezeigt ist.

Die Fig. 4A und 4B sind Ansichten, die die Kondensatorein heit 3 und die Verdampfereinheit 4 zeigen, die gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind. In dieser zweiten Ausführungsform sind alle Kondensatorkörper 3a, 3b, 3c und 3d der Kondensatoreinheit 3 und alle Ver dampferkörper 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f der Verdampferein heit 4 horizontal in dem vorderen bzw. dem hinteren Ab schnitt des Gehäuses 1 angeordnet, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist.

In den Fig. 5A und 5B sind die Kondensatoreinheit 3 und die Verdampfereinheit 4 gezeigt, die gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind. In dieser dritten Ausführungsform sind die Körper 3a, 3b, 3c und 3d der Kondensatoreinheit 3 in dem vorderen Abschnitt des Ge häuses 1 so angeordnet, daß die Körper 3a, 3b, 3c und 3d nach unten zu dem Zentrum des Gehäuses 1 hin unter einem Neigungswinkel geneigt sind, wie in Fig. 5A gezeigt ist. Die Körper 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f der Verdampfereinheit 4 sind in dem hinteren Abschnitt des Gehäuses 1 so ange ordnet, daß alle Körper 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f relativ zu den gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 1 unter ei nem Neigungswinkel geneigt sind, wie in Fig. 5B gezeigt ist.

In den Fig. 6A und 6B sind die Kondensatoreinheit 3 und die Verdampfereinheit 4 gezeigt, die gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind. In dieser vierten Ausführungsform sind die Körper 3a, 3b, 3c und 3d der Kondensatoreinheit 3 in dem vorderen Abschnitt des Ge häuses 1 so angeordnet, daß die Körper 3a, 3b, 3c und 3d nach unten zu dem Zentrum des Gehäuses 1 hin unter einem Neigungswinkel geneigt sind, wie in Fig. 6A gezeigt ist. Die Körper 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f der Verdampfereinheit 4 sind horizontal in dem hinteren Abschnitt des Gehäuses 1, wie in Fig. 6B gezeigt ist, angeordnet.

Die Fig. 7A und 7B zeigen eine Klimaanlage mit der lamel lenförmig strukturierten Kondensatoreinheit 3 gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung. In der fünften Ausführungsform sind die Kondensatorkörper 3a und 3b ver tikal übereinander und die Kondensatorkörper 3c und 3d vertikal übereinander angeordnet, wie am besten in Fig. 7B zu sehen ist, so daß die Länge des Gehäuses 1 der Anlage vorzugsweise verringert ist.

Kurz beschreibend: In der Hochleistungsklimaanlage der Er findung ist die Kondensatoreinheit 3 unter jedem Winkel gemäß den Bedingungen der Installation der Einheit 3 ein stellbar, und in derselben Weise ist die Verdampfereinheit 4 unter jedem Winkel gemäß den Bedingungen der Installa tion der Einheit 4 einstellbar.

In der obigen Klimaanlage ist der Kompressor 2, der an der Rohrleitung befestigt ist, die sich zwischen dem zweiten Verteiler 5' der Verdampfereinheit 4 und dem zweiten Ver bindungsrohr 6' der Verdampfereinheit 3 erstreckt, typi scherweise in einem Maschinenraum in dem unteren Abschnitt der Karosserie plaziert.

Wenn die Klimaanlage in Betrieb ist, zirkuliert das Kühl mittel in der Anlage wie folgt. Das Kühlmittel mit mittle rer Temperatur und mit hohem Druck, nachdem es durch die Vielzahl gering dimensionierter Kondensatorkörper 3a, 3b, 3c und 3d der Kondensatoreinheit 3 kondensiert worden ist, wird durch den Trockner 8 getrocknet und dann gleichmäßig an die Vielzahl der gering dimensionierten Verdampferkör per eines lamellenförmigen Typs 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f der Verdampfereinheit 4 durch das Expansionsventil 11 und durch den ersten Verteiler 5 verteilt. In der Verdampfer einheit 4 tauscht das Kühlmittel mit der Luft Wärme aus, und dieser Wärmeaustauschprozeß der Verdampfereinheit 4 wird durch Drehung der Ventilatormotoren 7 und 7' geför dert, die an den gegenüberliegenden Seiten der Verdampfer einheit 4 angeordnet sind. Nach dem Wärmeaustauschprozeß wird das Kühlmittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck zu dem Kompressor 2 durch den zweiten Verteiler 5' und die Rückführleitung zurückgeführt. In dem Kompressor 2 wird das Kühlmittel so komprimiert, daß es die hohe Tempe ratur und den hohen Druck bekommt. Das Kühlmittel wird, nachdem es durch den Kompressor 2 komprimiert worden ist, zu der Kondensatoreinheit 3 befördert, um vor der Einfüh rung in die Verdampfereinheit 4 kondensiert zu werden.

Da die Kondensatoreinheit 3 der Klimaanlage aus der Viel zahl gering dimensionierter Kondensatorkörper eines Paral lelflußtyps 3a, 3b, 3c und 3d besteht, zirkuliert das Kühlmittel von dem Kompressor 2 gleichmäßig in die Konden satoreinheit 3 und strahlt eine große Wärmemenge an die Außenluft in einer Zeiteinheit ab. Deshalb ist der Prozeß der Kondensatoreinheit 3 der Kühlmittelkondensierung in einer kurzen Zeit beendet, so daß die Kondensatoreinheit 3 die Arbeitsleistung der Klimaanlage verbessert. Außerdem besteht die Verdampfereinheit 4 der Klimaanlage aus der Vielzahl gering dimensionierter Verdampferkörper eines la mellenförmigen Typs 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f, so daß das Kühlmittel, das mit mittlerer Temperatur und hohem Druck von der Kondensatoreinheit 3 in die Verdampfereinheit 4 eingeführt wird, ausreichend in der Verdampfereinheit 4 in einer kurzen Zeit zirkulieren kann. Daher sorgt die Ver dampfereinheit 4 dafür, daß das Kühlmittel vollständig die Wärme mit der Luft in einer kurzen Zeit austauschen kann, so daß die Einheit 4 die Kühlleistung der Klimaanlage ver bessert, und dafür, daß das Kühlmittel, nachdem es dem Prozeß in der Einheit 4 unterzogen worden ist, schnell zu dem Kompressor 2 zurückgeführt werden kann, wodurch die Zirkulationsgeschwindigkeit des Kühlmittels in der Anlage erhöht und die gesamte Arbeitsleistung der Anlage verbes sert wird. In der Klimaanlage der Erfindung kann die An zahl der Kondensatorkörper 3a bis 3d gemäß der durch die Kondensatoreinheit 3 abzustrahlenden Wärme geändert wer den, und die Anzahl der Verdampferkörper 4a bis 4f kann gemäß der Kühlbelastung, z. B. eines Raums oder eines Fahr zeugs, der die Verdampfereinheit 4 entsprechen muß, geän dert werden. Außerdem regelt die Klimaanlage der Erfindung in angemessener Weise die Art der Luftzirkulation des Ge häuses 1 gemäß der Anordnung sowohl der Kondensatoreinheit 3 als auch der Verdampfereinheit 4 so, daß das System effizienter arbeiten kann.

Das bedeutet, daß, wenn sowohl die Kondensatoreinheit 3 als auch die Verdampfereinheit 4 in dem Gehäuse 1 so angeord net sind, daß die Einheiten 3 und 4 wie in den Fig. 3A, 4A, 4B, 6B und 7B gezeigt angeordnet sind, die Höhe des Gehäuses 1 vorzugsweise verringert ist und der Wärmeab strahlungseffekt verbessert ist, indem die Außenluft um die Vorderseiten der Körper fließt. Wenn sowohl die Kon densatoreinheit 3 als auch die Verdampfereinheit 4 in dem Gehäuse 1 der Anlage so angeordnet sind, daß die Einheiten 3 und 4 nach innen oder nach außen in dem Gehäuse 1 unter einem Neigungswinkel wie in den Fig. 3B, 5A, 5B und 6A ge zeigt geneigt sind, ist der Lufteinlaßbereich des Gehäuses 1 vergrößert und die Installation des Gebläsemotors 12 in dem Gehäuse 1 erleichtert, und die Luft ist gleichmäßig an den Vorderseiten der Körper verteilt.

Wenn die Kondensatorkörper 3a und 3b vertikal übereinander und die Kondensatorkörper 3c und 3d vertikal übereinander angeordnet sind, um die lamellenförmig strukturierte Kon densatoreinheit 3 für die in den Fig. 7A und 7B gezeigte Klimaanlage zu bilden, kann die Länge des Gehäuses 1 der Anlage vorzugsweise verringert werden, und diese Klimaan lage kann vorzugsweise z. B. in einem Kleinbus mit einer kurzen Karosserielänge verwendet werden. Die Klimaanlage mit der obigen, lamellenförmig strukturierten Kondensator einheit 3 hat dieselbe Kapazität wie die Anlage gemäß den anderen Ausführungsformen der Erfindung.

Wie oben beschrieben ist, hat die Klimaanlage für Busse gemäß dieser Erfindung eine Kondensatoreinheit, die eine Vielzahl gering dimensionierter Kondensatorkörper eines Parallelflußtyps aufweist, und eine Verdampfereinheit, die eine Vielzahl gering dimensionierter Verdampferkörper ei nes lamellenförmigen Typs aufweist. Die Anzahl der Konden satorkörper und die Anzahl der Verdampferkörper können frei entsprechend der durch die Kondensatoreinheit abzu strahlenden Wärme und der Kühlbelastung, der die Verdamp fereinheit entsprechen muß, geändert werden. Da die Kon densatoreinheit und die Verdampfereinheit jeweils eine Vielzahl von Körpern aufweisen, führt die Klimaanlage die ser Erfindung auch dann ihren Kühlvorgang durch, wenn ein Teil der Kondensatorkörper und/oder ein Teil der Verdamp ferkörper defekt sind. Darüber hinaus können die defekten Körper teilweise repariert oder gegen neue Körper ausge tauscht werden, so daß die Klimaanlage dieser Erfindung unter geringen Kosten betrieben werden kann. Ein weiterer Vorteil der Klimaanlage dieser Erfindung besteht darin, daß es aufgrund des geringen Gewichts und des kleinen Vo lumens der Anlage leicht ist, die Anlage in dem Bus zu in stallieren.

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen zum Zweck der Er läuterung offenbart worden sind, werden Fachleute anerken nen, daß verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Sub stitutionen möglich sind, ohne von dem Umfang und der We sensart der Erfindung, wie sie in den begleitenden Ansprü chen offenbart ist, abzuweichen.

Claims

1. Hochleistungsklimaanlage für Busse mit einem Fluidkreislauf zum Transport von Wärmeenergie, wobei das Fluid mittels Rohren durch einen Kompressor (2), einen zwei oder mehr Kondensatoreinheiten aufweisenden Kondensator (3), ein Expan sionsventil (12) und einen zwei oder mehr Verdampfereinheiten aufweisenden Verdampfer (4) geleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsensator- und Verdampfereinheiten (3 bzw. 4) aus einzelnen Kondensator- und Verdampfer modulen (3a bis 3d bzw. 4a bis 4f) aufgebaut sind, die Kondensatormodule (3a bis 3d) Parallelkondensatoren sind und die Verdampfermodule (4a bis 4f) Lamellen verdampfer und daß eine Vielzahl von Ventilatormotoren (7, 7') auf beiden Seiten des Verdampfers (4) angeordnet ist.

2. Hochleistungsklimaanlage gemäß Anspruch 1, wobei die Zahl der Kondensator module (3a, 3b, 3c, 3d) durch die von der Kondensatoreinheit (3) abzustrahlende Wärme bestimmt ist.

3. Hochleistungsklimaanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zahl der Verdampfermodule (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) durch die Kühlbelastung der Verdampfereinheit (4) bestimmt ist.

4. Hochleistungsklimaanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Kondensatormodul (3a, 3b, 3c, 3d) der Kondensatoreinheit (3) in beliebiger Ausrichtung gemäß Vorgaben der Einbausituation positioniert ist.

5. Hochleistungsklimaanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Verdampfermodul (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) der Verdampfereinheit (4) in beliebiger Ausrichtung gemäß Vorgaben der Einbausituation positioniert ist.