-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage, die eine Absorptionskühleinrichtung
umfasst, und betrifft insbesondere eine Klimaanlage, die eine Absorptionskühleinrichtung,
die mit einem Wärmeübertragungsmittel
betrieben wird, umfasst.
-
Bei
der Klimaanlage, die die Absorptionskühleinrichtung, die mit einem
Wärmeübertragungsmittel betrieben
wird, das erwärmt
wird, umfasst, wird der Kühlvorgang
durch Zuführen
eines Kühlmittels
zu einer Innenraumeinheit, das durch Aktivieren der Absorptionskühleinrichtung
gekühlt
wird, ausgeführt. Entweder
wird während
des Erwärmens
die Absorptionskühleinrichtung
durch Nutzen einer Abgaswärmequelle,
beispielsweise heißes
Wasser (das in eine Wärmequelle
von außen
eintritt), betrieben, um das Wärmeübertragungsmittel
zu erwärmen,
das der Innenraumeinheit zugeführt
wird, oder es wird ein Wärmetauscher
für den
Heizvorgang genutzt, der getrennt von der Absorptionskühleinrichtung
vorgesehen ist, um das Wärmeübertragungsmittel
zum Heizen zu erwärmen,
das der Innenraumeinheit aufgrund des Erwärmens des Wärmeübertragungsmittels zugeführt wird.
-
Im
allgemeinen besteht Bedarf für
eine Erhöhung
der Energieersparnis der Klimaanlage. Aus diesem Grund haben sich
die Erfinder überlegt,
dass die Energieersparnis der Klimaanlage durch effektives Ausnutzen
der Wärmeenergie
des Wärmeübertragungsmittels
während
des Heizvorgangs der Klimaanlage und ferner durch Verringern des
Energieverbrauchs, der mit der Aktivierung des Wärmetauschers zum Erwärmen oder
der Absorptionskühleinrichtung
verbunden ist, verbessert werden kann. D.h., die vorliegenden Erfinder
haben sich überlegt, dass
ein Wärmeübertragungsmittel,
das von einer Abgaswärmequelle
kommt, direkt der Innenraumeinheit zuge führt wird, um den Heizvorgang
auszuführen,
wodurch es nicht notwendig ist, den Wärmetauscher zum Erwärmen vorzusehen,
und die Aktivierung der Absorptionskühleinrichtung oder der Einheiten,
die am Betrieb der Absorptionskühleinrichtung beteiligt
sind, wenn der Heizvorgang zugeführt
wird, anzuhalten, wodurch der Energieverbrauch, der mit der Aktivierung
des Wärmetauschers
für den
Heizvorgang oder der Absorptionskühleinrichtung verbunden ist,
entfällt,
um die Energieersparnis zu erhöhen.
-
Für den Fall
jedoch, dass das Wärmeübertragungsmittel,
das erwärmt
ist, direkt der Innenraumeinheit zugeführt wird, und die Ausblastemperatur der
heißen
Luft aus der Innenraumeinheit während des
Heizvorgangs aufgrund der Temperatur des Wärmeübertragungsmittels zu hoch
ansteigt, ist es schwierig, eine gleichmäßige Temperaturverteilung im
Innenraum zu erreichen, wodurch sich das Wohlfühlgefühl in einigen Fällen verschlechtert.
Wenn ferner die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels die
Wärmebeständigkeitstemperatur
der Innenraumeinheit oder des Steuerventils überschreitet, können Situationen
auftreten, in denen die Klimaanlage nicht effektiv arbeiten kann.
Es ist daher notwendig, dass die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels unter
die Wärmebeständigkeitstemperaturen
des Systems oder der Einheiten abfällt, und ferner, dass die Temperatur
so geregelt wird, dass die Temperaturverteilung innerhalb des Innenraums
wahrscheinlich gleichmäßig ist.
Andererseits gibt es, wenn ein Kühlmittel,
das der Innenraumeinheit zugeführt
wird, durch die Absorptionskühleinrichtung
während
des Kühlvorgangs
gekühlt
wird, Situationen, in denen die Absorptionskühleinrichtung niemals oder
weniger effektiv bei Temperaturen, die für den Heizvorgang notwendig
sind, betrieben werden kann. Es ist dementsprechend erforderlich,
dass die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels,
das der Absorptionskühleinrichtung
während
des Kühlvorgangs
zugeführt wird,
höher als
die während
des Heizvorgangs ist. Da die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels abhängig davon,
ob der Kühl-
oder der Heizvorgang ausgeführt
wird, ist, besteht daher bei konventionellen Klimaanlagen, die die
Absorptionskühleinrichtung des
mit einem Wärmeübertragungsmittel
betriebenen Typs umfassen, das Problem, dass reines Austauschen
der Rohre zu einer Verschlechterung der Annehmlichkeit im Innenraum,
einem gestörten
Betrieb der Klimaanlage oder einer verringerten Kühl- oder
Heizeffizienz, abhängig
von der Temperatur des Wärmeübertragungsmittels, wenn
der Heizvorgang ausgeführt
wird, führt.
-
Die
US 4523631 offenbart ein
integriertes Heiz- und Kühlsystem
für Kraftfahrzeuge.
Ein Absorptionskühlsystem
nutzt die Abgaswärme
eines Motorkühlmittels.
-
Die
US 4589262 offenbart eine
Absorptionskühl-/Heizeinheit,
die kaltes Wasser für
den Kühlvorgang
und heißes
Wasser für
den Heizvorgang erzeugt.
-
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Energieersparnis einer
Klimaanlage zu verbessern.
-
Eine
Klimaanlage gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmittel
zum Regeln der Temperatur eines Wärmeübertragungsmittels,
eine
Absorptionskühleinrichtung,
die eine Wärmequelle
aufweist, die durch das Wärmeübertragungsmittel
gebildet ist, das von den Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmitteln über eine
Wärmeübertragungsmittelleitung,
durch die das Wärmeübertragungsmittel
fließt,
zugeführt
wird,
ein Ventil, das in der Wärmeübertragungsmittelleitung vorgesehen
ist,
eine Bypass-Leitung, die von dem Ventil abgezweigt ist,
und
eine Innenraumeinheit, der entweder ein Kühlmittel von
der Absorptionskühleinrichtung
oder das Wärmeübertragungsmittel
von den Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmitteln über die
Bypass-Leitung zugeführt
wird.
-
Die
Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmittel
können
den Heizvorgang des Wärmeübertragungsmittels
bei der höchsten
Temperatur eines ersten Temperaturbereichs unterbrechen und starten
das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels
bei der niedrigsten Temperatur des ersten Temperaturbereichs, wenn
das Wärmeübertragungsmittel
durch die Absorptionskühleinrichtung
fließt.
Oder sie können
das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels
bei der höchsten
Temperatur eines zweiten Temperaturbereichs unterbrechen, der niedriger
als der erste Temperaturbereich ist, und das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels
bei der niedrigsten Temperatur des zweiten Temperaturbereichs starten, wenn
das Wärmeübertragungsmittel
durch die Bypass-Leitung fließt.
-
Die
Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmittel
können
eine Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung
zur Rückgewinnung
der Abgaswärme
einer Abgaswärmequelle
und Übertragung
in das Wärmeübertragungsmittel,
einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
und eine Steuereinheit zum Regeln wenigstens der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung
und des Temperatursensors umfassen. Wenn das Wärmeübertragungsmittel durch die
Absorptionskühleinrichtung
fließt,
stoppt ferner die Steuereinheit die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung daran,
die Abgaswärme
in das Wärmeübertragungsmittel
zurückzuführen, wenn
der Temperatursensor die höchste
Temperatur eines ersten Temperaturbereichs misst und weiterleitet,
und startet die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung,
um die Abgaswärme
ins Wärmeübertragungsmittel
zurückzuführen, wenn
der Temperatursensor die niedrigste Temperatur des ersten Temperaturbereichs
feststellt und weiterleitet, oder wenn das Wärmeübertragungsmittel durch die
Bypass-Leitung fließt,
stoppt die Steuereinheit die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, dass
sie die Abgaswärme
ins Wärmeübertragungsmittel
zurückführt, wenn
der Temperatursensor die höchste
Temperatur eines zweiten Temperaturbereichs, der niedriger als der
erste Temperaturbereich ist, misst und weiterleitet und startet
die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung,
um die Abgaswärme ins
Wärmeübertragungsmittel
zurückzuführen, wenn der
Temperatursensor die niedrigste Temperatur des zweiten Temperaturbereichs
misst und weiterleitet.
-
Durch
solch einen Aufbau wird während
des Aufheizens das Ventil geschaltet, um zu ermöglichen, dass das Wärmeübertragungsmittel
durch die Bypass-Leitung fließt,
so dass das Wärmeübertragungsmittel
von den Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmitteln über die
Bypass-Leitung zu der Innenraumeinheit geleitet wird. Das Aufheizen
kann daher durch direktes Zuführen
des Wärmeübertragungsmittels
zu der Innenraumeinheit ausgeführt werden.
In anderen Worten gesagt, können
während des
Aufheizens die Absorptionskühleinrichtung
oder die Einheiten, die an dem Betrieb der Absorptionskühleinrichtung
beteiligt sind, angehalten werden, wodurch der Verbrauch an Energie,
die für
den Betrieb der Klimaanlage verbraucht wird, verringert wird. Ferner
können
die Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmittel
die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
auf einen höheren
Wert einstellen, wenn das Wärmeübertragungsmittel
durch die Absorptionskühleinrichtung
fließt,
als dann, wenn das Wärmeübertragungsmittel
durch die Bypass-Leitung fließt.
D.h., dass, da die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels auf einen
höheren
Wert während des
Kühlvorgangs
als während
des Heizvorgangs eingeregelt wird, es unwahrscheinlich ist, dass
eine verringerte Annehmlichkeit innerhalb des Innenraums während des
Heizvorgangs, ein gestörter
Betrieb der Klimaanlage oder eine verringerte Kühl- oder Heizeffizienz auftreten
können.
Die Klimaanlage wird dementsprechend eine günstigere Energieersparnis aufweisen.
-
Es
gibt Situationen, bei denen die Temperatur des Abgases der Abgaswärmequelle
zu gering ist, um zu ermöglichen,
dass das Wärmeübertragungsmittel
den Kühlvorgang
oder den Heizvorgang mit voller Effizienz ausführen kann. In solchen Situationen
unterbricht die konventionelle Klimaanlage den Wärmaustausch von der Abgaswärmequelle
zum Wärmeübertragungsmittel
und nutzt einen Zusatzerhitzer, um das Wärmeübertragungsmittel zu erwärmen. Bei
dieser konventionellen Klimaanlage kann jedoch eine Energieersparnis
nicht vollständig
erzielt werden, da die Wärme
der Abgaswärmequelle
nicht effektiv ausgenutzt werden kann.
-
Eine
Klimaanlage gemäß der Erfindung
kann Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmittel aufweisen,
die einen Zusatzerhitzer und eine Steuereinheit zum Regeln des Betriebs
dieses Zusatzerhitzers umfassen. Wenn das Wärmeübertragungsmittel durch die
Absorptionskühleinrichtung
fließt,
stoppt ferner die Steuereinheit den Zusatzerhitzer daran, das Wärmeübertragungsmittel
zu erwärmen,
wenn der Temperatursensor die höchste
Temperatur eines dritten Temperaturbereichs feststellt, die niedriger
ist als die höchste
Temperatur des ersten Temperaturbereichs, und startet den Zusatzerhitzer,
um das Wärmeübertragungsmittel
bei der niedrigsten Temperatur des dritten Temperaturbereichs zu
erwärmen, wenn
der Temperatursensor die niedrigste Temperatur des ersten Temperaturbereichs
feststellt, oder, wenn das Wärmeübertragungsmittel
durch die Bypass-Leitung fließt,
unterbricht die Steuereinheit den Zusatzerhitzer das Wärmeübertragungsmittel
zu erwärmen,
wenn der Temperatursensor die höchste Temperatur
eines vierten Temperaturbereichs feststellt, die niedriger als die
höchste
Temperatur des zweiten Temperaturbereichs ist, und startet den Zusatzerhitzer,
um das Wärmeübertragungsmittel
zu erwärmen,
wenn der Temperatursensor die niedrigste Temperatur des vierten
Temperaturbereichs feststellt.
-
Bei
solch einem Aufbau erwärmt
der Zusatzerhitzer das Wärmeübertragungsmittel
in einem Zustand, bei dem die Abgaswärme der Abgaswärmequelle
in das Wärmeübertragungsmittel
zurückgeführt wird,
und unterbricht das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels bei einer
Temperatur, die sich unterhalb des Temperaturbereichs der Abgaswärmerückgewinnung
befindet, bei dem gestartet und gestoppt wird. Das Wärmeübertragungsmittel
gewinnt daher die Abgaswärme
zurück,
außer
wenn ein abnormaler hoher Temperaturzustand auftritt, um die Abgaswärmerückgewinnung
zu unterbrechen, und der Zusatzerhitzer erwärmt das Wärmeübertragungsmittel, um eine
unzureichende Menge an Wärme
bei der Abgaswärmerückgewinnung
zu ergänzen.
Wenn der Zusatzerhitzer verwendet wird, kann dementsprechend die
Abgaswärme
durch Verringern des Energieverbrauchs des Zusatzerhitzers so weit wie
möglich
effektiv ausgenutzt werden, wodurch die Energieersparnis der Klimaanlage
erhöht
werden kann.
-
Ferner
kann, wenn der Temperatursensor und die Steuereinheit verwendet
werden, um ein Überhitzen
des Wärmeübertragungsmittels
zu erkennen, ein Temperatursensor sowohl für die Steuerung der Temperatur
des Wärmeübertragungsmittels
als auch zum Erkennen eines abnormalen Überhitzungszustands verwendet
werden, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass die Anzahl der Temperatursensoren
verringert werden kann.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine Darstellung, die einen schematischen Aufbau und Betrieb einer
Klimaanlage gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist
ein Diagramm, das den Betrieb einer Abgaswärmerückgewinnungseinheit und eines Zusatzerhitzers
während
des Kühlbetriebs
darstellt.
-
3 ist
ein Diagramm, das den Betrieb der Abgaswärmerückgewinnungseinheit und des
Zusatzerhitzers während
des Heizbetriebs darstellt.
-
Eine
Ausführungsform
einer Klimaanlage, bei der die vorliegende Erfindung verwendet wird, wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 ist
eine Darstellung, die einen schematischen Aufbau und den Betrieb
der Klimaanlage gemäß der Erfindung
zeigt. 2 ist ein Diagramm, das den Betrieb einer Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung
und eines Zusatzerhitzers beim Kühlbetrieb
darstellt. 3 ist ein Diagramm, das den
Betrieb der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung
und des Zusatzerhitzers beim Heizbetrieb darstellt. Diese Ausführungsform
wird nachfolgend in Verbindung damit, dass ein Motor eine Abgaswärmequelle
darstellt und das Wärmeübertragungsmittel
durch diese Abgaswärme
erwärmt
wird, beschrieben.
-
Die
Klimaanlage gemäß dieser
Ausführungsform
umfasst eine Abgaswärmerückgewinnungseinheit 1,
einen Zusatzerboiler 3, eine Absorptionskühleinrichtung 5,
eine Wärmeübertragungsmittelleitung 7,
Dreiwegeventile 9a, 9b, eine Bypass-Leitung 11, einen
Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13,
eine Steuereinheit 15, eine Leitung 17 für gekühltes und
heißes
Wasser und eine Innenraumeinheit 19, wie in 1 dargestellt.
Die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 gewinnt
Wärme aus
dem Abgas, das über
die Abgasleitung 23 vom Motor, der eine Abgaswärmequelle
darstellt, in das Wasser, das das Wärmeübertragungsmittel, das durch
die Wärmeübertragungsmittelleitung 7 fließt, darstellt,
mit Hilfe eines Wärmetauschers
zurück.
Die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 ist
intern mit einem nicht dargestellten Durchflussschaltmechanismus zum
Schalten des Durchflusssystems, durch das das Abgas fließt, ausgestattet.
Dieser Durchflussschaltmechanismus schaltet den Fluss des Abgases
in Richtung zu einer Abgasleitung 29 oder zu einer Wärmetauscherrichtung 25,
wobei die überschüssige Abgaswärme durch
die Abgasleitung 29 abgeleitet wird. Der Zusatzboiler 3 ist
mit einer Wärmeübertragungsmittelleitung 7a,
durch die das Wärmeübertragungsmittel
von der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 zu
der Absorptionskühleinrichtung 5 fließt, versehen.
Der Zusatzboiler 3 ist mit einem Brenner 31 versehen,
um das Wärmeübertragungsmittel
zu erhitzen.
-
Die
Absorptionskühleinrichtung 5 gehört zu dem
Typ, der mit einem Wärmeübertragungsmittel betrieben
wird und der einen Regenerator zum Erwärmen einer Magerlösung mit
der Wärme
des Wärmeübertragungsmittels
aufweist. Die Absorptionskühleinrichtung 5 ist
mit einem Kühler 35 zum
Kühlen des
Kühlwassers,
das durch die Kühlwasserleitung 33 zirkuliert,
ausgestattet. Die Wärmeübertragungsmittelleitung 7 besteht
aus einer Wärmeübertragungsmittelleitung 7a,
die das Wärmeübertragungsmittel
von der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 über den
Zusatzerhitzer 3 zu der Absorptionskühleinrichtung 5 leitet,
und aus einer Wärmeübertragungsmittelleitung 7b,
die das Wärmeübertragungsmittel
von der Absorptionskühleinrichtung 5 zu
der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 leitet,
aus und einer Wärmeübertragungsmittelleitung 7a,
die eine Wärmeübertragungsmittelpumpe 37 aufweist, um
das Wärmeübertragungsmittel
zwischen der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 und
der Absorptionskühleinrichtung 5,
wie zuvor beschrieben, zirkulieren zu lassen. Die Leitung 17 für gekühltes und
heißes
Wasser besteht aus einer Leitung 17a für gekühltes und heißes Wasser,
die gekühltes
Wassers, das das Kühlmittel
darstellt, von der Absorptionskühleinrichtung 5 zu
der Innenraumeinheit 19 oder heißes Wasser, das das Wärmeübertragungsmittel
darstellt, von der Bypass-Leitung 19 führt, und einer
Leitung 17b für
gekühltes
oder heißes
Wasser, die gekühltes
Wasser oder heißes
Wasser von der Innenraumeinrichtung 19 zu der Absorptionskühleinrichtung 5 führt, wobei
die Leitung 17b für
gekühltes oder
heißes
Wasser eine Kühlwasserpumpe 39 aufweist.
-
Die
Bypass-Leitung 11 besteht aus einer Bypass-Leitung 11a,
die das Wärmeübertragungsmittel, das
durch die Wärmeübertragungsmittelleitung 7a fließt, zu der
Leitung 17a für
gekühltes
oder heißes Wasser
führt,
und einer Bypass-Leitung 11b, die das Wärmeübertragungsmittel, das durch
die Leitung 17b für
gekühltes
oder heißes
Wasser fließt,
zu der Wärmeübertragungsmittelleitung 7b führt. Die
Bypass-Leitung 11a ist von der Wärmeübertragungsmittelleitung 7a über ein
Dreiwegeventil 9a, das zwischen dem Zusatzerboiler 3 der
Wärmeübertragungsmittelleitung 7a vorgesehen
ist, abgezweigt und mündet
in der Leitung 17a für
heißes
Wasser. Die Bypass-Leitung 11b zweigt
von der Leitung 17b für
heißes
Wasser über
ein Dreiwegeventil 9b, das an der Leitung 17b für heißes Wasser
und der Absorptionskühleinrichtung 5 vorgesehen
ist, ab und mündet in
der Wärmeübertragungsmittelleitung 7b.
-
Die
Steuereinheit 15 ist über
die Verkabelung 51 mit einer Schalteinrichtung 41,
einer Steuereinheit 43 für den Zusatzboiler, einem Kühl- oder
Heizwählschalter 45,
einem Durchflussschaltmechanismus der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1,
einer Steuereinheit 47 für die Innenraumeinheit zum
Steuern des Betriebs der Innenraumeinheit 19 und dem Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13,
der zwischen dem Zusatzboiler 3 der Wärmeübertragungsmittelleitung 7 installiert
ist, und dem Dreiwegeventil 9a elektrisch leitend verbunden.
Die Schalteinrichtung 41 ist über eine Verkabelung 55 mit
einer Wärmeübertragungsmittelpumpe 37,
die in der Wärmeübertragungsmittelleitung 7a vorgesehen
ist, zwei Dreiwegeventilen 9a, 9b, einer Pumpe
für Kühlwasser 39,
die in der Leitung 17b für gekühltes und heißes Wasser
vorgesehen ist, einem nicht dargestellten Kühlgebläse in dem Kühler 35 und einer
Kühlwasserpumpe 53,
die in der Kühlwasserleitung 33 vorgesehen
ist, elektrisch leitend verbunden.
-
Die
Steuereinheit 15 weist eine Fehlerbestimmungsfunktion auf,
bei der, wenn die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels, die durch
den Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, eine festgelegte Fehlerbestimmungstemperatur erreicht, eine
Warnung ausgelöst
wird, um den Nutzer über
einen Fehler zu informieren, und der Brenner 31 des Zusatzboilers 3 wird
zwangsweise abgeschaltet, um zu ermöglichen, dass der Durchflussschaltmechanismus
die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 so
schaltet, dass das Abgas zu der Abgasleitung 29 geleitet
wird, um das Abgas abzuleiten und das Erwärmen des Wärmeübertragungsmittels zu stoppen.
-
Die
Steuereinheit 43 für
den Zusatzboiler ist über
eine Verkabelung 61 mit dem Brenner 31 des Zusatzboilers 3 elektrisch
leitend verbunden. Bei dieser Ausführungsform gibt die Steuereinheit 15 ein Anweisungssignal
ab und die Schalteinrichtung 41 schaltet die Einheiten,
die mit der Schalteinrichtung 41 elektrisch leitend verbunden
sind, gemäß diesem Anweisungssignal.
Ferner sind bei dieser Ausführungsform
die Steuereinheit 15, die Schalteinrichtung 41 und
die Steuereinheit 43 für
den Zusatzboiler separat ausgeführt,
obwohl sie in eine Steuereinheit integriert sein können. Eine
Steuereinheit 47 für
die Innenraumeinheit steuert den Betrieb eines Steuerventils 65 zur
Steuerung des Schaltvorgangs, durch den das heiße Wasser, dass heißt das Kühlwasser
oder das erwärmte
Wärmeübertragungsmittel,
in die Innenraumeinheit 19 entsprechend einem Signal der Steuereinheit 15 geleitet
wird oder nicht.
-
Bei
der Klimaanlage, die, wie oben beschrieben, aufgebaut ist, steuert,
wenn eine Luftkühlung benötigt wird
und der Kühlvorgang
durch den Kühl- oder
Heizschalter 45 angesteuert wird, die Steuereinheit 15 die
Schalteinrichtung 41, um zwei Dreiwegeventile 9a, 9b so
zu schalten, dass das Wärmeübertragungsmittel
und das gekühlte
Wasser durch die Absorptionskühleinrichtung 5,
die Wärmeübertragungsmittelleitung 11 und
die Leitung 17 für
gekühltes
und heißes
Wasser zirkulieren können.
Ferner werden die Wärmeübertragungsmittelpumpe 37,
die in der Wärmeübertragungsmittelleitung 7a vorgesehen
ist, die Pumpe 39 für
Kühlwasser,
die in der Leitung 17b für gekühltes und heißes Wasser
vorgesehen ist, das nicht dargestellte Kühlgebläse des Kühlers 35 und die Kühlwasserpumpe 53,
die in der Kühlwasserleitung 33 vorgesehen
ist, aktiviert. Dadurch nimmt das Wärmeübertragungsmittel, das durch
die Wärmeübertragungsmittelleitung 11 fließt, die
Abgaswärme
eines Motors 21 mit Hilfe der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 auf.
Mit der Wärme des
Wärmeübertragungsmittels,
die durch die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 gewonnen
wird, kühlt
die Absorptionskühleinrichtung 5 das Wasser,
das das Kühlmittel
darstellt, das durch die Leitung 17 für gekühltes und heißes Wasser
fließt. Das
gekühlte
Wasser, das durch diese Absorptionskühleinrichtung 5 gekühlt wird,
fließt
in die Innenraumeinheit 19, so dass kalte Luft von der
Innenraumeinheit 19 abgegeben wird.
-
Bei
solch einem Kühlvorgang
muss, damit die Absorptionskühleinrichtung 5 das
Wasser effektiv kühlt
und um einen übermäßigen Abfall
der Temperatur des Wärmeübertragungsmittels,
um die Absorptionskühleinrichtung 5 zu
betreiben, zu verhindern, die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs gehalten werden. Die Steuereinheit 15 steuert
daher den Durchflussschaltmechanismus der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 und
ferner den Betrieb des Zusatzerhitzers 3 über die
Steuereinheit 43 für
den Zusatzboiler. Wenn gekühlt
wird, steuert die Steuereinheit 15 den Durchflussschaltmechanismus
in einem Temperaturbereich von T1 bis T2, wie in 2 dargestellt.
Dabei ist angenommen, dass T1 höher
als T2 ist. D.h., die Steuereinheit 15 steuert den Durchflussschaltmecha nismus,
der geschaltet werden soll, so dass das Abgas des Motors 21 in
die Abgasleitung 29 fließen kann, wodurch das Abgas
in die Abluftleitung 29 fließen kann und die Rückgewinnung
der Abgaswärme
unterbrochen wird, wenn die Temperatur, die durch den Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, T1 erreicht. In anderen Worten gesagt, heißt dies, dass die Abgaswärmerückgewinnung
durch die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 abgeschaltet
wird. Die Erwärmung
des Wärmeübertragungsmittels
wird unterbrochen. Wenn das Heizen des Wärmeübertragungsmittels unterbrochen
wird, fällt
die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
ab, und wenn die Temperatur, die durch den Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 festgestellt
wird, T2 erreicht, steuert die Steuereinheit 15 den Durchflussschaltmechanismus, der
geschaltet werden soll, so dass das Abgas des Motors 21 in
den Wärmeaustauscher 25 fließen kann,
so dass das Abgas in den Wärmetauscher 25 fließt und die
Abgaswärmerückgewinnung
startet. In anderen Worten gesagt, heißt dies, dass die Abgaswärmerückgewinnung
durch die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 angeschaltet
wird. Das Erwärmen
des Wärmeübertragungsmittels
wird daher gestartet.
-
Wenn
zu diesem Zeitpunkt die Temperatur des Abgases des Motors 21 so
niedrig ist, dass das Wärmeübertragungsmittel
keine ausreichende Temperatur aufrechterhalten kann, und wenn die
Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
abfällt,
steuert die Steuereinheit 15 die Steuereinheit 43 des
Zusatzboilers, um den Brenner 32 des Zusatzboilers 3 in
einem Temperaturbereich von T3 bis T4 an- oder auszuschalten. Wenn
zu diesem Zeitpunkt die Temperatur, die von dem Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, T4 erreicht, wird der Brenner 31 angeschaltet und
der Heizvorgang des Wärmeübertragungsmittels
gestartet. Wenn die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels aufgrund
des Heizvorgangs des Wärmeübertragungsmittels
durch den Brenner 31 ansteigt und wenn die Temperatur, die
von dem Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, T3 erreicht, wird der Brenner 31 ausgeschaltet und
das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels
unterbrochen. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Temperatur T2 oder weniger
beträgt, steuert
der Durchflussschaltmechanismus der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 das
Abgas des Motors 21 derart, dass es in den Wärmetauscher 25 fließt, in dem
die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 die
Rückführung der
Abgaswärme
des Motors 21 in das Wärmeübertragungsmittel Motors 21 in
das Wärmeübertragungsmittel
ausführt. Dementsprechend
führt der
Zusatzboiler 3 ausreichend Wärme zu, um die Temperatur des
Wärmeübertragungsmittels über T3 anzuheben.
-
Wenn
andererseits eine Luftaufbereitung erfolgen soll und der Heizvorgang
durch den Kühl-
oder Heizwählschalter 45 gewählt wird,
veranlasst die Steuereinheit 15 die Schalteinrichtung 41 zwei
Dreiwegeventile 9a, 9b derart zu schalten, dass
das Wärmeübertragungsmittel,
das durch die Wärmeübertragungsmittelleitung 7 fließt, durch
die Bypass-Leitung 11 in die Leitung 17 für gekühltes und
heißes
Wasser fließen
kann. Die Steuereinheit 15 aktiviert ferner nur die Wärmeübertragungsmittelpumpe 37,
die in der Wärmeübertragungsmittelleitung 7b vorgesehen
ist, und schaltet die Pumpe für
Kühlwasser 39,
die in der Leitung 17a für gekühltes und heißes Wasser
vorgesehen ist, das nicht dargestellte Kühlgebläse des Kühlers 35 und die Kühlwasserpumpe 53,
die in der Kühlwasserleitung 33 vorgesehen
ist, ab. Das Wärmeübertragungsmittel
wird daher nicht der Absorptionskühleinrichtung 5 zugeführt und
zirkuliert über
die Bypass-Leitung 11 zwischen der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 und
der Innenraumeinheit 19. Das Wärmeübertragungsmittel fließt in die
Innenraumeinheit 19, so dass warme Luft aus der Innenraumeinheit 19 geblasen
wird.
-
Bei
solch einem Heizvorgang steigt, wenn die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
zu hoch ist, die Ausblastemperatur der Innenraumeinheit 19 zu
stark an, was zu dem Phänomen
führt, dass
die Temperaturverteilung im Innenraum nicht gleichmäßig ist
und die Annehmlichkeit sich verschlechtern kann. Ferner gibt es
Situationen, dass die Wärmebeständigkeitstemperatur
der Klimaanlage 19 oder des Steuerventils 65 überschritten
wird; so dass der Betrieb der Klimaanlage negativ beeinflusst wird.
Die Steuereinheit 15 steuert daher den Durchflussschaltmechanismus
der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 und
den Betrieb des Zusatzboilers 3 über die Steuereinheit 43 für den Zusatzboiler.
Wenn geheizt wird, steuert die Steuereinheit 15 den Durchflussschaltmechanismus
in einem Temperaturbereich von T5 bis T6, wie in 3 dargestellt.
Hierbei wird angenommen, dass T4 höher als T5 und T5 höher als
T6 ist.
-
D.h.,
die Steuereinheit 15 steuert den Durchflussschaltmechanismus,
der so geschal tet werden soll, dass das Abgas des Motors 21 in
die Abluftleitung 29 fließen kann, wodurch das Abgas
des Motors 21 in die Abluftleitung 29 strömt und die
Rückgewinnung
der Abgaswärme
unterbrochen wird, wenn die Temperatur, die von dem Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, T5 erreicht. Das Heizen des Wärmeübertragungsmittels wird daher
unterbrochen. Wenn das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels unterbrochen
wird, fällt
die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
ab, und wenn die Temperatur, die von dem Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, T6 erreicht, steuert die Steuereinheit 15 den Durchflussschaltmechanismus,
der so geschaltet werden soll, dass das Abgas des Motors 21 in
den Wärmetauscher 25 fließen kann,
so, dass das Abgas in den Wärmetauscher 25 fließt und die
Abgaswärmerückgewinnung
begonnen wird. Das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels wird daher
begonnen.
-
Wenn
zu diesem Zeitpunkt die Temperatur des Abgases des Motors 21 so
niedrig ist, dass das Wärmeübertragungsmittel
keine ausreichende Temperatur aufrechterhalten kann, und wenn die
Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
abfällt,
veranlasst die Steuereinheit 15 die Steuereinheit 43 für den Zusatzboiler,
dass der Brenner 31 des Zusatzboilers 3 in einem
Temperaturbereich von T7 bis T8 an- oder abgeschaltet wird. Hierbei
wird angenommen, dass T5 höher
als T7 und T6 höher
als T8 ist. Wenn die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels abfällt und
die Temperatur, die von dem Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, T8 erreicht, steuert die Steuereinheit 15 den Brenner 31, um
diesen anzuschalten, und das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels wird gestartet.
Wenn die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
aufgrund des Aufheizens des Wärmeübertragungsmittels durch
den Brenner 31 ansteigt, und die Temperatur, die von dem
Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, T7 erreicht, wird der Brenner 31 abgeschaltet und
das Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels
unterbrochen.
-
Wenn
zu diesem Zeitpunkt die Temperatur T6 oder niedriger ist, schaltet
der Durchflussschaltmechanismus der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 so,
dass das Abgas des Motors 21 in den Wärmetauscher 25 fließt, wodurch
die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 die
Abgaswärmerückgewinnung
des Motors 21 ausführt.
Beim Heizen führt
der Zusatzerhitzer 3 entsprechend eine ausreichende Men ge
an Wärme
hinzu, um die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
oberhalb von T8 anzuheben. Hierdurch werden der Durchflussschaltmechanismus
und der Zusatzboiler 3 derart in einem unteren Temperaturbereich
geregelt, wenn geheizt wird und wenn dann gekühlt wird. D.h., Wärmeübertragungsmitteltemperatureinregelmittel,
die aus der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1,
dem Zusatzboiler 3 und der Steuereinheit 15 bestehen,
regeln die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels derart,
dass sie höher
ist, wenn das Wärmeübertragungsmittel
in die Absorptionskühleinrichtung 5 fließt, als
dann, wenn das Wärmeübertragungsmittel in
die Bypass-Leitung 11 fließt.
-
Bei
dieser Ausführungsform
wird der Temperaturbereich von T1 bis T2 derart geregelt, dass er höher als
der Temperaturbereich von T3 bis T4, wie in 2 und 3 dargestellt,
ist, aber, wenn T1 höher
als T3 und T2 höher
als T4 ist, können
der Temperaturbereich von T1 bis T2 und der Temperaturbereich von
T3 bis T4 derart festgelegt werden, dass der Temperaturbereich von
T1 bis T2 und der Temperaturbereich von T4 bis T5 sich überschneiden.
Bei dieser Ausführungsform
wird in ähnlicher
Weise der Temperaturbereich von T5 bis T6 derart geregelt, dass
er höher
als der Temperaturbereich von T7 bis T8 ist, aber, wenn T5 höher als
T7 und T6 höher
als T8 ist, können
der Temperaturbereich von T5 bis T6 und der Temperaturbereich von
T7 bis T8 derart festgelegt werden, dass der Temperaturbereich von
T5 bis T6 und der Temperaturbereich von T7 bis T8 sich überschneiden.
-
Hierdurch
kann bei der Klimaanlage dieser Ausführungsform der Heizvorgang
durch direktes Zuführen
des Wärmeübertragungsmittels
zu der Innenraumeinheit 19 durch Schalten der Dreiwegeventile 9a, 9b derart
ausgeführt
werden, dass das Wärmeübertragungsmittel
durch die Bypass-Leitung 11 während des Heizvorgangs fließt. In anderen
Worten gesagt heißt
das, dass bei dem Heizvorgang die Absorptionskühleinrichtung 5 oder
die Einrichtungen, die für
den Betrieb der Absorptionskühleinrichtung 5 notwendig
sind, beispielsweise die Pumpe 39 für Kühlwasser und die Kühlwasserpumpe 53,
abgeschaltet werden können.
Ferner wird die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
durch die Wärmeübertragungsmitteleinstellmittel,
die die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1,
den Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 und
die Steuereinheit 15 umfassen, derart geregelt, dass die
Tempera tur des Wärmeübertragungsmittels
während
des Kühlvorgangs
höher als
die während
des Heizvorgangs sein kann. Es ist daher möglich, eine Verschlechterung
der Annehmlichkeit im Innenraum, wenn geheizt wird, einen gestörten Betrieb
der Klimaanlage oder die verringerte Kühl- oder Heizeffizienz, die
daraus resultieren können,
zu verhindern. Die Energieersparnis der Klimaanlage kann dementsprechend
erhöht
werden.
-
Ferner
weist die Klimaanlage gemäß dieser Ausführungsform
einen Zusatzboiler als Wärmeübertragungsmitteltemperaturanpassungsmittel
auf. Wenn die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
niedriger als eine gewünschte
Temperatur ist, wird der Brenner 31 des Zusatzboiler 3 in
einem Zustand, in dem der Durchflussschaltmechanismus der Abgaswärmerückgewinnung 1 das
Abgas des Motors 21 so schaltet, dass es in den Wärmetauscher 25 fließt, d.h.
einen Zustand, in dem die Abgaswärmerückführung in
das Wärmeübertragungsmittel
ausgeführt
wird, an- oder abgeschaltet. Damit das Wärmeübertragungsmittel eine gewünschte Temperatur
aufweist, führt
daher der Zusatzboiler 3 eine Menge an Wärme, die
durch die Abgaswärmerückgewinnung alleine
nicht bereitgestellt werden kann, hinzu, wodurch die Abgaswärme effektiv
ausgenutzt werden kann und die Energieersparnis erhöht werden
kann. Für
den Fall, dass die Abgaswärmequelle
immer eine ausreichende Menge an Wärme aufweist, braucht jedoch
der Zusatzboiler 3 nicht vorgesehen zu werden. Ferner ist
bei dieser Ausführungsform
der vorbeschriebene Zusatzboiler 3 als Zusatzerhitzer vorgesehen,
es können
aber verschiedenartige Zusatzerhitzer zum Aufheizen des Wärmeübertragungsmittels mit
Heizvorrichtung oder Wärmetauscher
als Zusatzerhitzer verwendet werden.
-
Ferner
steuert bei dieser Ausführungsform die
Steuereinheit 15 den Durchflussschaltmechanismus der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 entsprechend
der Temperatur, die von dem Wärmeübertragungsmitteltemperatursensor 13 gemessen
wird, aber die Steuereinheit des Durchflussschaltmechanismus oder
der Wärmeübertragungsmittelsensor
können
an der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 vorgesehen
werden, um den Durchflussschaltmechanismus durch Empfang eines Betriebssignals
zur Identifizierung des Kühlvorgangs oder
des Heizvorgangs mittels der Steuereinheit 15 zu regeln.
Bei dieser Ausführungsform
wird ferner Wasser als Wär meübertragungsmittel
oder Kühlmittel
verwendet, aber das Wärmeübertragungsmittel oder
Kühlmittel
ist nicht auf Wasser begrenzt, sondern verschiedene Flüssigkeiten
können
verwendet werden.
-
Ferner
wird bei dieser Ausführungsform
die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1,
die den Durchflussschaltmechanismus aufweist, als Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmittel verwendet,
jedoch können
die Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmittel
verschiedenartig aufgebaut sein, solange die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
eingeregelt werden kann. Beispielsweise braucht die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung
nicht die Wärmeübertragungsmitteltemperatureinstellmittel
darzustellen, sondern die Wärmeübertragungsmittelleitung 7a kann
mit einer Einrichtung zum Abgeben der Wärme des Wärmeübertragungsmittels in die Atmosphäre ausgestattet sein,
um die Temperatur des Wärmeübertragungsmittels
einzuregeln.
-
Bei
dieser Ausführungsform
ist die Klimaanlage mit der Innenraumeinheit 19, bei der
die Abgaswärme
von dem Abgas des Motors 21 zurückgewonnen wird, als Beispiel
gewählt.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene
Ausführungsform
begrenzt. Sie kann bei verschiedenen Klimaanlagen, beispielsweise
Klimaanlagen, die mehrere Abgaswärmequellen
verwenden und mehrere Innenraumeinheiten aufweisen, verwendet werden.
Als Abgaswärmequelle
können
verschiedene Abgaswärmen,
beispielsweise einer Brennstoffzelle, industrielle Abgaswärme, Erdwärmequellen
oder heiße
Quellen, genutzt werden. Ferner ist die Abgaswärme nicht auf Abgas begrenzt,
sie kann auch beispielsweise aus dem Kühlwasser des Motors gewonnen
werden.
-
Durch
die vorliegende Erfindung kann die Energieersparnis der Klimaanlage
erhöht
werden.
-
Bei
dieser Ausführungsform
wird Wasser als Temperaturübertragungsmittel,
beispielsweise als Kühlmittel
oder Wärmeübertragungsmittel,
verwendet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform
begrenzt.