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DE3519044A1 - Kuehler fuer kraftfahrttechnische verwendung und kraftfahrzeug-klimaanlage - Google Patents

Kuehler fuer kraftfahrttechnische verwendung und kraftfahrzeug-klimaanlage

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Publication number
DE3519044A1
DE3519044A1 DE19853519044 DE3519044A DE3519044A1 DE 3519044 A1 DE3519044 A1 DE 3519044A1 DE 19853519044 DE19853519044 DE 19853519044 DE 3519044 A DE3519044 A DE 3519044A DE 3519044 A1 DE3519044 A1 DE 3519044A1
Authority
DE
Germany
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radiator
evaporator
motor vehicle
coolant
air conditioning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19853519044
Other languages
English (en)
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DE3519044C2 (de
Inventor
Yasuya Himeji Hyogo Kajiwara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority claimed from JP59109856A external-priority patent/JPS60252024A/ja
Priority claimed from JP11345884A external-priority patent/JPS60255526A/ja
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE3519044A1 publication Critical patent/DE3519044A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3519044C2 publication Critical patent/DE3519044C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3202—Cooling devices using evaporation, i.e. not including a compressor, e.g. involving fuel or water evaporation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00421—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning
    • B60H1/00428—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
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Description

PATENT- UND BESHTSANWÄLTE
PATENTANWÄLTE DIPL.-INQ. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GDRG
DIPL.-1NG. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE
MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA,
Tokyo / JAPAN
Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung und Kraftfahrzeug-Klimaanlage
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung, insbesondere auf einen Kraftfahrzeugkühler, der eine Kombination von Wärmerohr und Solarzellen verwendet, und auf eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, insbesondere eine solche, die durch am Kraftfahrzeug angebrachte Solarzellen mit Energie versorgt wird.
Die Arbeitsprinzipien eines konventionellen Kühlers für kraftfahrttechnische Verwendung sind die folgenden: Ein kühlmittelgefüllter Kompressor wird durch die Antriebskraft der Welle eines Motors betrieben, welche zu dem Kompressor durch geeignete Mittel wie einen Riemen übertragen wird. Das komprimierte Kühlmittel wird einem Verdampferabschnitt zugeführt, welcher durch die latente Verdampfungswärme des Kühlmittels gekühlt wird. Die Luft im Fahrgastraum wird mit einem Lüfter durch den Verdampferabschnitt zirkuliert, um kalte Luft zurück in den Fahrgastraum zu bringen.
Durch die direkte Nutzung der Leistung des Motors hat das konventionelle Kühlersystem eine hohe Kühlfähigkeit, andererseits funktioniert es jedoch überhaupt nicht, wenn der Motor nicht in Betrieb ist.
Der Fahrgastraum eines geparkten Wagens kann an einem Sommertag derart heiß werden, daß sich die Insassen sehr unbehaglich fühlen.
Eine vorgeschlagene Lösung zur Vermeidung dieses
Problems besteht darin, ein Zeitwerk zu verwenden, das den Motor startet, ehe sich der Fahrer hinter das Steuerrad setzt, und hierdurch den Kühler betreibt. Dieses Verfahren wurde jedoch aus Sicherheitsgründen nicht zur kommerziellen Verwendung gebracht.
Es wurde ein Vorschlag gemacht, Gebrauch von dem starken Sonnenschein an einem Sommertag durch Erzeugung von Leistung mit einer Solarzelle zu machen.
Kommerzielle Solarzellen mit einer Ausbeute von 10% ergeben jedoch eine Ausgangsleistung von nur 100 W/m , selbst an einem sehr heißen Tag. Dies bedeutet, daß, selbst wenn das Dach eines Personenkraftwagens vollständig mit Solarzellen bedeckt würde,
die erhaltene elektrische Ausgangsleistung nicht größer als 100 W wäre, was weit weniger als die erforderliche Leistung zum Betrieb einer, Kompressors ist. Die Wagenbatterie könnte als Hi 1 fs Io i r;tiin<j;.;-quelle benutzt werden, jedoch ist dieses Verfahren
nicht empfehlenswert, da die Batterie schnell entladen würde und möglicherweise das folqendo Star Leu unmöglich machte.
Ein anderer Versuch besteht darin, die Temperaturerhöhung im Fahrgastraum durch einen von Solarzellen betriebenen Lüfter zu verringern. Dieses Verfahren hat sich jedoch nicht als sehr effektiv bewiesen.
Bekannte konventionelle Kraftfahrzeug-Klimaanlagen haben einen Aufbau mit einem vom Kraftfahrzeugmotor angetriebenen Kompressor, der Kühlmittel wie Fluoromethan und dergleichen komprimiert und verflüssigt,
einem Blasrohrmittel, und einem Verdampfer, welcher in dem Blasrohrmittel eingebaut ist und das verflüssigte Kühlmittel verdampft, um die durch das Blasrohrmittel strömende Luft zu kühlen und dadurch das Innere eines Kraftfahrzeugs zu kühlen. In diesem
Falle werden die durch das verdampfende Kühlmittel absorbierte Wärme und die beim Komprimieren des Kühlmittels mit dem Kompressor erhaltene Wärme durch einen Radiator abgestrahlt, welcher durch Drehen eines kühlenden Lüfters durch die Motordrehung oder
durch Batterieleistung gekühlt wird.
Der Betrieb des Kompressors oder dgl. mittels des in Betrieb befindlichen Motors wie oben beschrieben bewirkt jedoch ein sehr ernstes Problem dahingehend,
daß die Innentemperatur des Kraftfahrzeuges manchmal 50 C überschreitet, wenn ein Kraftfahrzeug im Freien in der Sonne geparkt wird, da der Kompressor und d(>r: don Radiator kühlonde Lüfter nicht arbeiten, während das Kraftfahrzeug steht.
Obwohl es möglich ist, ein Kraftfahrzeug zu parken und den Motor laufen zu lassen, um das Innere des
Kraftfahrzeugs zu kühlen, ist dies nicht wünschenswert vom Standpunkt der Sicherheit und darüber hinaus eine Vergeudung von Kraftstoff.
Es ist auch möglich, Batterien für den elektrischen Antrieb eines Kompressors zu verwenden. In diesem Falle sind jedoch Batterien mit einer großen Kapazität erforderlich, und die derzeit erhältlichen Batterien mit einer Kapazität von einigen 10 Ah werden
innerhalb kurzer Zeit tiefentladen, wodurch es unmöglich wird, den Motor zu starten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein wirksames automatisches Gerät zum Kühlen des Fahr-
gastraumes eines geparkten Wagens an einem sehr heißen Sommertag zu schaffen, bzw. eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage zu schaffen, welche eine Klimatisierung des Kraftfahrzeugs unabhängig und billig ohne Benutzung des Motorantriebs oder von Batterien ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit einem Kühler mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen bzw. einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6 und 8 bis 11.
Die Aufgabe der Erfindung wird im wesentlichen durch
ein Kühlersystem mit einem Wärmerohr gelöst, welches in einem Wagen eingebaut ist und durch welches ein Kühlmittel mit Hilfe einer durch die Ausgangsleistung einer Solarzelle betriebenen Pumpe zirkuliert wird.
Weiter wird die Aufgabe der Erfindung im wesentlichen durch eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage gelöst, welche umfaßt einen Verdampfer und einen Radiator, die durch ein Wärmerohr miteinander verbunden sind, eine Pumpe, welche Kühlmittel zwischen dem Verdampfer und dem Radiator zirkuliert, Solarzellen, deren elektrische Leistung der Pumpe zugeführt wird und diese antreibt, und ein Kühlmittel, welches bewirkt, daß Wasser auf den Radiator abtropft, um die Kühl-Wirksamkeit des 'Radiator« zu verbessern.
Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
15
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugkühlsystems entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage entsprechend einer bevorzugten Ausiührungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht der Anlage in Fig. 2, und
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Kühleinrichtung für den Radiator.
Der Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung bzw. die Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.
Der in Fig. 1 gezeigte Kühler weist einen mit flüssigem Kühlmittel gelullten Verdampier 2 aul, weichet an der Decke oder in einem anderen Bereich des Fahrgastraums eingebaut ist, der schneller als andere
Teile erwärmt wird. Dieser Verdampfer 2 ist mit einem Ende eines Wärmerohrs 1 verbunden, dessen anderes Ende mit einem in einem relativ kühlen Bereich des Wagens, z.B. im Kofferraum, eingebauten Radiator 3 verbunden ist. Der Radiator 3 hat einen Netzwerk-
aufbau von Rohren oder dgl., der die Wärmeableitung von dem zum Radiator 3 gelieferten Kühlmittel erleichtert. Der Verdampfer 2 ist am Boden gerippt ausgeführt, um einen größeren Kontaktbereich mit Luft vorzusehen und eine maximale Wärmeaustausch-
Wirksamkeit sicherzustellen.
Das flüssige Kühlmittel in dem Verdampfer 2 kann Wasser sein, bevorzugte Kühlmittel sind jedoch solche, die hohe gesättigte Dampfdrücke haben, bei etwa
40 bis 70° C bei Atmosphärendruck sieden und eine große latente Verdampfungswärme ergeben. Besonders bevorzugt ist, daß solche Kühlmittel nichtkorrosiv sind. Beispiele von Kühlmitteln, die diese Forderungen erfüllen, sind organische Lösungsmittel wie Al-
kohole und Ketone. Der Verdampfer 2 und der Radiator 3 als Wärmesenke sind mit entsprechenden Lüftern 4 und 5 ausgerüstet, um deren Wärmeaustauschfähigkeiten zu fordern.
Wärmerohre sind gewöhnlich so angeordnet, daß die zu erwärmende Seite oder die Seite, die Wärme erzeugt, nach unten gerichtet ist. Der wärmetragende Dampf
wirc3 in einem Radiator oder einer Wärmesenke über dem Wärmerohr gekühlt, und die resultierende Flüssigkeit tropft unter Schwerkraftwirkung zurück zu dem Wärmerohr.
Gemäß der beschriebenen Erfindung wird die Kühlmittelzirkulation durch den Betrieb einer Pumpe 7 bewirkt, die ihrerseits aus der von auf dem Dach oder der Haube des Wagens angeordneten Solarzellen 6 er-
zeugten Leistung betrieben wird. Wie dargestellt, ist die Pumpe 7 in einem einen Sammler 11 und den Verdampfer 2 verbindenden Rückführrohr näher am Sammler 11 angeordnet. Das in dem Radiator 3 verflüssigte Kühlmittel tropft in den Sammler 11 und
wird dann durch die Pumpe 7 nach oben in den Verdampfer 2 gedruckt. Diese Pumpe kann auch nahe dem Verdampfer 2 angeordnet sein, so daß das verflüssigte Kühlmittel durch den negativen Druck des Dampfes gezogen wird.
Ein Flüssigkeitsspiegelsensor 8 wie ein Schwimmer ist in dem Verdampfer 2 vorgesehen, und die Pumpe 7 wird so betrieben, daß die Menge von Kühlmittel in dem Verdampfer 2 konstant gehalten wird. Das Wärme-
rohr 1 ist mit einem Ventil 9 ausgerüstet, welches den Wcmj den Dampfes zwischen dem Verdampfer 2 und dem Radiator zu sperren vermag. Dieses Ventil 9 kann ein von Hand betätigter Hahn sein, ist jedoch vorzugsweise ein Magnetventil, welches elektrisch fern-
gesteuert werden kann, so daß der Kühlzyklus unterbrochen wird, wenn die Solarzellen 6 abgeschaltet werden, um den Betrieb der Pumpe 7 und der Lüfter 4
und 5 zu beenden. Der Leistungsschalter für die Solarzellen 6 kann operativ mit einem Klimaanlagenschalter 10 am Armaturenbrett des Wagens verbunden sein. Der Kühler gemäß der Erfindung kann in ein
Kraftfahrzeug-Klimaanlagensystem inkorporiert sein, in welchem der Kühler im Heizbetrieb ausgeschaltet ist, und, wenn ein Kühlen des Fahrgastraums erforderlich ist, der Kühler in Kombination mit dem konventionellen Kühlsystem betrieben wird, wodurch der
Energieverbrauch durch die Klimaanlage verringert wird.
Der oben beschriebene Kraftfahrzeugkühler wird auf folgende Weise betrieben. Wenn warme Luft im Fahr-
gastraum durch den Lüfter 4 in den Verdampfer 2 zugeführt wird, nimmt das flüssige Kühlmittel in dem Verdampfer 2 die Wärme der Luft auf und verdampft. Infolge der latenten Verdampfungswärme wird die Luft im Fahrgastraum kühl. Der Dampf des Kühlmittels
strömt durch das Wärmerohr 1 zu dem Radiator 3, wo der Dampf Wärme abgibt und in den flüssigen Zustand zurückkehrt. Dem Radiator 3 wird durch den Lüfter 5 Luft zugeführt, um die Wirksamkeit der Wärmeableitung zu vergrößern. Bei Verflüssigung des Kühlmit-
teldampfes wird der Dampfdruck in dem Radiator 3 geringer als der in dem Verdampfer 2, und eine weitere Verdampfung des Kühlmittels in dem Verdampfer 2 wird durch die schnellere Bewegung des Dampfes in den Radiator 3 gefördert.
Wenn dieser Zyklus fortgesetzt wird, wird das ganze flüssige Kühlmittel in dem Verdampfer 2 verdampft und bewegt sich zu dem Sammler 11 unter dem Radiator
3, bis die Kühlfähigkeit des Systems völlig erschöpft ist. Daher wird gemäß der Erfindung die in dem den Sammler 11 und dem Verdampfer 2 verbindenen Rückführrohr 12 vorgesehene Pumpe 7 durch die von
der Solarzelle 6 erzeugte Leistung betrieben. Durch Drücken des verflüssigten Kühlmittels vom Sammler 11 nach oben in den Verdampfer 2 wird das Kühlmittel durch das System zirkuliert, um fortgesetztes Kühlen des Fahrgastraumes sicherzustellen.
Der oben beschriebene Kühlkreislauf wird selbst dann funktionieren, wenn kein Kühlen des Fahrgastraumes gewünscht ist. Wenn er im Heizbetrieb des Heiz- und Kühlsystems funktioniert, kann ein effektives Heizen möglicherweise nicht erreichbar sein. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung im Heizbetrieb das Ventil 9 am Wärmerohr 1 geschlossen, um den Durchgang von Dampf von dem Verdampfer 2 zu dem Radiator 3 zu sperren. Wenn dieses Ventil 9 geschlossen ist,
wird der Dampfdruck in dem Verdampfer 2 vergrößert und weitere Verdampfung des flüssigen Kühlmittels wird unterdrückt, um unnötige Kühlung zu unterbinden.
Die Wirksamkeit des Kühlsystems gemäß der Erfindung
kann weiter dadurch unterstützt werden, daß das Ventil 9 und die Lüfter 4 und 5 mit dem Klimaanlagenschalter 10 am Armaturenbrett des Wagens operativ verbunden werden. Ein Vorteil der Verwendung flüssiger Kühlmittel mit niedrigen Siedepunkten und großer latenter Verdampf ung.swärme bosteht darin, daß nur eine geringere Menge von Flüssigkeit gepumpt werden muß, und daher erlaubt der Kühler die Verwen-
dung einer Pumpe kleiner Leistung, welche zufriedenstellend mit der kleinen verfügbaren Ausgangsleistung der Solarzellen betrieben werden kann. Die Ausgangsleistung der Solarzellen ist auch ausreichend für den Antrieb der Lüfter 4 und 5 wie auch des Ventils 9.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird mit dem Kühlsystem gemäß der Erfindung warme Luft
aus dem Fahrgastraum eines an einem Sommertag qeparkten Wagens konstant zur Außenseite des Wagens durch die Wärmetauschwirkung des Kühlmittels ohne Betrieb des Motors oder Verwendung der Batterie der. Wagens abgegeben. Als Ergebnis kann eine Erhöhung
der Temperatur innerhalb des Wagens auf sehr wirtschaftliche und sichere Weise verhindert werden und die Insassen werden sich recht behaglich fühlen, wenn sie in das Fahrzeug zurückkehren.
Die Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß der Erfindung, wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt einen an der Decke eines Kraftfahrzeugs angebrachten Verdampfer 21, einen hinter dem Sitz angebrachten Radiator 22 und ein Wärmerohr 23, welches den Verdampfer 21 und den
Radiator 22 miteinander verbindet, wobei eine Kliissigkeitsschale 24, welche verflüssigtes Kühlmittel aufnimmt, unter dem Radiator 22 eingebaut ist. Zwischen der Flüssigkeitsschale 24 und dem Verdampfer 21 ist eine Pumpe 25 angeordnet, die verflüssigtes
Kühlmittel dem Verdampfer 21 zuführt. An Positionen gegenüber dem Verdampfer 21 und dem Radiator 22 sind Lüfter 26 und 27 eingebaut, welche kühle Luft zu dem
Verdampfer 21 bzw. Radiator 22 blasen. Auf der Außenseite des Kraftfahrzeugs und über dem Verdampfer 21 sind Solarzellen 28 eingebaut, welche elektrische Leistung zum Antreiben der Pumpe 25 und der
Lüfter 26 und 27 zur Verfugung stellen. Mit 29 ist ein Schalter bezeichnet.
Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der Verdampfer 21 eine Vielzahl von Düsen 30 auf, welche das verflüssigte,
von der Pumpe 25 zugeführte Kühlmittel in den Verdampfer 21 sprühen, um die Verdampfung des Kühlmittels zu erleichtern. Zusätzlich ist der Verdampfer 21 mit Rippen auf seinen äußeren und inneren Flächen ausgerüstet, um die Wärmetauschwirksamkeit zu ver-
bessern.
Entlang dem Boden des Verdampfers 21 ist eine abflußaufnehmende Schale 31 vorgesehen. Diese abflußaufnehmende Schale 31 nimmt an der Oberfläche des
Verdampfers 21 kondensierende Wassertropfen auf, sammelt diese und führt sie einem Abflußrohr 32 zu. Das untere Ende des Abflußrohres 32 erstreckt sich •zu der oberen Oberfläche des Radiators 22, um ein Tropfen der Wassertropfen auf diese obere Oberfläche
zu bewirken. Ein Wassertank 34 ist über eine weitere Pumpe 33 mit dem Abflußrohr 12 verbunden.
Im folgenden ist der Betrieb der beschriebenen Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß der Erfindung beschrieben.
Zuerst wird Kühlmittel in die Flussigkeitsschale 24
geschüttet. Wasser reicht aus als Kühlmittel, es ist jedoch empfehlenswert, eine Flüssigkeit zu verwenden, deren Siedepunkt in einem Temperaturbereich von 50° C bis 70° C oder dgl. liegt, d.h. bei-
spielsweise Alkohol oder Ketone. Es ist natürlich vorteilhaft, ein Kühlmittel mit einem großen latenten Verdampfungswärmewert zu verwenden.
Das von der Flüssigkeitsschale 24 mit Hilfe der
Pumpe 25 heraufgepumpte Kühlmittel wird dem Verdampfer 21 zugeführt, um in der Form von Nebeltröpfchen durch die Düsen 30 in den Verdampfer 21 gesprüht zu werden. Da der Verdampfer 21 mit einem großen Oberflächenbereich zum Vorsehen eines wirksamen Wärmeaustausches mit der Umgebung ausgebildet ist, verdampft das Kühlmittel in der Form von Nebeltröpfchen leicht und nimmt Wärme von der Luft in dem Kraftfahrzeug auf. Entsprechend wird die den Verdampfer 21 umgebende Luft durch den Kühlmittelwärmeaustausch
gekühlt und mittels des Lüfters 26 im Innern des Kraftfahrzeugs zirkuliert, wobei das Innere des Kraftfahrzeugs gekühlt oder klimatisiert wird.
Das in dem Verdampfer 21 verdampfende verdampfte
Kühlmittel strömt durch das Wärmerohr 23 und zerstreut sich zu dem Radiator 22. Da der Radiator 22 auf dem Boden hinter dem Rücksitz frei von direkter Sonneneinstrahlung selbst beim Parken angeordnet und mit Luft relativ niedriger Temperatur versehen ist,
kühlt er das verdampfte Kühlmittel, wenn ein kalter Luftstrom durch den Lüfter 27 gegen den Radiator 22 geblasen wird. Derart wird das hier gekühlte Kühl-
mittel verflüssigt, um in der für das Kühlmittel vorbereiteten Flüssigkeitsschale 24 gesammelt zu werden. Beim Fortschreiten der Verflüssigung des Kühlmittels wird das Strömen des in dem Verdampfer 21 verdampften Kühlmittels in den Radiator 22 erleichtert, weil der Dampfdruck auf der Radiatorseite verringert wird. Auf ähnliche Weise wird, da der Dampfdruck in dem Verdampfer 21 abnimmt, die Verdampfung des Kühlmittels gefördert, was zu einer Verbesserung der Kühlwirkung führt.
Nun bewirkt das in dem Verdampfer 21 verdampfende und die umgebende Wärme aufnehmende Kühlmittel, daß ein Tauen über die Oberflächen des Verdampfers 21 auftritt, d.h Wassertropfen an den Oberflächen haften. Dann tröpfeln diese Wassertropfen, wenn sie auf ein konstantes Volumen angewachsen sind, in die abflußaufnehmende Schale 31 und werden dort gesammelt. Hierauf tropfen sie durch das Abflußrohr 32 auf die obere Oberfläche des Radiators 22. Andererseits wird das in einem Wassertank 34 enthaltene Wasser durch eine weitere Pumpe 33 hochgepumpt und dem Abflußrohr 32 zugeführt, um ebenfalls in kleinen Mengen auf die obere Oberfläche des Radiators 22 zugeführt zu werden. Folglich verdampfen das so getropfte und so zugeführte Wasser, nehmen die Wärme von dem Radiator 22 auf und verbesern so weiter die Kühlfunktion des Radiators 22, wobei die Kühlungswirksamkeit des verdampfenden Kühlmittels bemerkenswert verbessert wird.
Wie oben beschrieben, vermag das verflüssigte Kühlmittel, welches durch die Pumpe 25 zirkuliert und zu
dem Verdampfer 21 zurückgeführt wird, eine kontinuierliche Klimatisierung der Innenseite des Kraftfahrzeugs zu bewirken, während die Wärme im Innern des Kraftfahrzeugs auf die Außenseite des Kraftfahrzeugs abgegeben wird.
Sowohl die Lüfter 26 und 27 als auch die Pumpen 25 und 33 werden durch die auf dem Dach außerhalb des Kraftfahrzeugs eingebauten Solarzellen 28 mit Ener-
gie versorgt. D.h., es ist eine elektrische Leistung von 100 W/m erzielbar, vorausgesetzt, daß die Sonnenstrahlungsenergie in der Lage ist, etwa ein kW pro Quadratmeter im Hochsommer zu erbringen und der Wirkungsgrad der Solarzellen 28 10% beträgt. Beson-
ders beim Parken unter der heißen Sonne im Sommer sind die Sonnenstrahlen sehr stark und es ist genügend Solarenergie zum Betrieb der obigen Einrichtungen erreichbar. Daher ist· es durch die Benutzung dieser Energie zur Erzeugung der elektrischen Lei-
stung mit Hilfe der Solarzellen 28 und Verwendung der elektrischen Energie von den Solarzellen 28 zum Betreiben der Lüfter 26 und 27 wie auch der Pumpen und 33 möglich, die Wärme im Innern des Kraftfahrzeugs auf dessen Außenseite zu bringen, ohne den
Kraftfahrzeugmotor zu betreiben und ohne irqendwelche Batterien zu benutzen, wodurch sich eine sehr wirtschaftliche und sichere Klimaanlage ergibt.
Mit der Verdrahtung der Pumpen 25 und 33, der Lüfter
26 und 27 und anderer mit der Klimatisierung zusammenhängender Teile ist ein Schalter 29 an dem Armaturenbrett verbunden. Das Abschalten des Schalters
29 unterbricht den Betrieb der Pumpe 25, wodurch die Zuführ von Kühlmittel zu dem Verdampfer 21 und dadurch die Fortsetzung des Klimatisierungsbetriebs unterbrochen wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform läßt sich eine ähnliche Wirkung auch dadurch erreichen, daß der Radiator 22 an einem anderen Platz angeordnet wird, welcher beispielsweise unter einem Kofferraum
ist, wo die Temperatur relativ niedrig gehalten wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist es weiter möglich, die Kühlfunktion des Radiators 22 auch durch Verwendung nur einer der abflußaufnehmenden Schale 31 und des Wassertanks 34 zu verbessern, oder es mag auch annehmbar sein, einen Aufbau vorzusehen, mit welchem bewirkt wird, daß das in dem Wassertank 34 enthaltene Wasser Tropfen um Tropfen abgeführt wird.
Es ist weiter sehr wirksam, die Batterien mit der elektrischen Leistung von den auf dem Dach außerhalb des Kraftfahrzeugs eingebauten Solarzellen 28 zu laden, da die gespeicherte elektrische Energie für an-
dere Zwecke benutzt werden kann.
Weiter kann, wie in Fig. 4 dargestellt, ein zusätzlicher Wassertank 35 vorgesehen werden und von diesem Wasser in kleinen Mengen zu den Oberflächen des
Radiators 22 durch eine weitere, von den Solarzellen 28 angetriebene Pumpe 36 zugeführt werden. Hierdurch wird eine weitere Verbesserung der Kühlkapazität des
Radiators 22 durch Ausnutzung der Tatsache, daß das durch die Pumpe 36 zugeführte Wasser Verdampfungswärme aufnimmt, möglich. Folglich wird die Kühlkapazität eines Verdampfers verbessert.
Aus den oben beschriebenen Gründen werden gemäß der Erfindung ein Verdampfer und ein Radiator mit Hilfe eines Wärmerohrs miteinander verbunden, wird Kühlmittel zwischen dem Verdampfer und dem Radiator mit-
tels einer Pumpe zirkuliert, und wird der Radiator immer dann durch ein Kühlmittel gekühlt, solange die Pumpe durch die elektrische Leistung von Solarzellen betrieben wird; hierbei wird die Wärme aus dem Innern eines Kraftfahrzeugs nach außen befördert und
der Temperaturanstieg in dem Kraftfahrzeug niedrig gehalten, ohne den Motor laufen zu lassen oder Batterien zu verwenden. Dabei sind insbesondere keine Batterien erforderlich, da die Solarzellen benutzt werden. So ist es möglich, eine Kraftfahrzeug-Klima-
anlage zu schaffen, die das Innere eines Kraftfahrzeugs selbst beim Parken in heißer Sonne sicher und wirtschaftlich zu kühlen oder zu klimatisieren vermag.
■χ-
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Claims (11)

  1. HOFFMANN - EITLE & -PARTNER 3 ζ 1 9 Π/ι Λ
    PATENT- UND RECHTSANWÄLTE ν »J I V V *T *T
    PATENT- UND RECHTSANWÄLTE
    PATENTANWÄLTE DIPL.-INe. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN
    DIPL-ING. K. FüCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H-A. BRAUNS · DIPL.-ΙΝΘ. K.
    DIPL.-INQ. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE
    MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA,
    Tokyo / JAPAN
    Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung und Kraftfahrzeug-Klimaanlage
    PATENTANSPRÜCHE :
    l.j Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung,
    gekennzeichnet durch einen mit flüssigem Kühlmittel gefüllten Verdampfer (2), einen Radiator (3), ein den Verdampfer (2) und den Radiator (3) verbindendes Wärmerohr (1), ein in Reihe mit dem Wärmerohr (1) vorgesehenes Ventil (9) zum Regeln des KühlmitteldampfStroms durch das Wärmerohr (1), Solarzellen (6), ein Rückführrohr (12), durch welches in dem Radiator (3) als Wärmesenke verflüssigtes Kühlmittel zu dem Verdampfer (2) zurückgeführt wird, eine in dem Rückführrohr (12) vorgesehene und durch die von den Solarzellen (6) erzeugte Leistung betriebene, das Kühlmittel zirkulierende Pumpe (7), und in der Nähe des Verdampfers (2) und des Radiators (3) vorgesehene Lüfter (4, 5), welche ebenfalls von der durch die Solarzellen (6) erzeugten Leistung betrieben werden.
  2. 2. Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichne t , daß das flüssige Kühlmittel einen hohen gesättigten Dampfdruck hat/ in einem Temperaturbereich von etwa 40 bis 70° C bei Atmosphärendruck ;
    große latente Verdampfungswärme hat.
    bis 70 C bei Atmosphärendruck siedet und eine
  3. 3. Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Kühlmittel ein organisches Lösungsmittel ist.
  4. 4. Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet , daß das organische Lösungsmittel aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen und Ketonen ausgewählt ist.
  5. 5. Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (9), die Pumpe (7) und einer der Lüfter (5) im Kofferraum eines Fahrzeugs vorgesehen ist.
  6. 6. Kühler für kraftfahrttechnische Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet , daß der Radiator (3) an der Decke des Fahrgastraums eines
    Fahrzeugs vorgesehen ist.
  7. 7. Kraftfahrzeug-Klimaanlage,
    gekennzeichnet durch einen Verdampfer (21), welcher im Innern eines Kraftfahrzeugs zum Verdampfen von Kühlmittel eingebaut ist, einen Ra-
    diator (22), welcher an einer Stelle niedriger Temperatur angeordnet und durch ein Wärmerohr (23) mit dem Verdampfer (21) verbunden ist, um das von dem Wärmerohr (23) erhaltene verdampfte Kühlmittel zu kühlen und zu verflüssigen, eine Pumpe (25), welche
    das Zirkulieren des verflüssigten Kühlmittels durch den Verdampfer (21) bewirkt, Solarzellen (28), welche außerhalb des Kraftfahrzeugs eingebaut sind, um die elektrische Leistung für den Betrieb der Pumpe (25) zu liefern, und eine Kühleinrichtung (31, 32;
    33, 34; 35, 36), welche die Oberflächen des Radiators (22) kühlt.
  8. 8. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach
    Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Kühleinrichtung zusammengesetzt ist aus einer abflußaufnehmenden Schale (31), welche unter dem Verdampfer (21) zum Aufnehmen von auf den Oberflächen des Verdampfers (21) sich niederschlagenden Wasser-
    tropfen und einem Abflußrohr (32), welches die aufgenommenen Wassertropfen zu den Oberflächen des Radiators (22) leitet.
  9. 9. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach
    Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Kühleinrichtung einen Wassertank (34) aufweist, welcher nahe dem Radiator (22) angeordnet ist, um den Oberflächen des Radiators (22) Wasser zuzuführen.
  10. 10. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach
    Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet , daß der Wassertank (34) den Oberflächen des Radiators (22) mit
    Hilfe einer Pumpe (33) Wasser zuführt, welche durch die elektrische Leistung von den Solarzellen (28) betrieben wird.
  11. 11. Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach
    einem der Ansprüche 7 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet , daß ein zusätzlicher Wassertank (35) vorgesehen ist, von welchem Wasser den Oberflächen des Radiators (22) mit Hilfe einer weiteren Pumpe (36) zugeführt wird, welehe durch die elektrische Leistung von den Solarzellen (28) betrieben wird.
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