Ein innerer Wärmeaustauscher (IWT) kann den durch Fahrzeugklimaanlagen verursachten Kraftstoffverbrauch bei gleicher oder höherer Kälteleistung verringern, d.h. den COP der Klimaanlage steigern. Der innere Wärmeaustauscher ist unterteilt in eine Flüssigkeitsseite (hoher Druck, hohe Temperatur) und eine Saugseite (niedriger Druck, niedrige Temperatur). Das Temperaturgefälle zwischen Flüssigkeits- und Saugseite wird genutzt, um das Kältemittel auf dem Weg vom Kondensator zum Expansionsventil abzukühlen und auf dem Weg vom Verdichter zum Kondensator aufzuwärmen. Durch die Abkühlung vor dem Expansionsventil wird die Eintrittsenthalpie in den Verdampfer erniedrigt, was zu einer Vergrößerung der spezifischen Kälteleistung führt. Der Druckabfall am IWT sollte möglichst klein sein. Weitere Anforderungen sind Packagetauglichkeit durch kleine Außenabmessungen, ausreichende Biegbarkeit ohne Einfall der Kammern (Mindestbiegeradius <= 40 mm, Biegewinkel <= 180 Grad), Integration von Druckschalten und Befüllventilen in Anschlüsse, und ein stabiler, beherrschter und damit kostengünstiger Herstellungsprozess. Be der Überprüfung des Einflusses eines IWT auf das AC-System wurden ein ideales System (mit Kalorimeter-Prüfstand, idealer Anströmung der Wärmetauscher, großem Kompressor mit festem Hubvolumen und manuell betätigtem Expansionsventil) und ein reales System (Verdampfer in HVAC, intern geregelter Kompressor, kleine Wärmetauscher, Serien-TXV, reales Package) unter vergleichbaren Lastzuständen im Lehrlauf- und Fahrbetrieb untersucht. Bei beiden Systemen konnte ein deutlicher Zugewinn an Kälteleistung festgestellt werden, der beim realen System größer ist als beim idealen System und im Fahrbetrieb größer ist als im Leerlauf. Ein ähnliches Bild ergibt sich für den IWT-Einfluss auf den COP. Zudem ist eine signifikante Reduzierung des saugseitigen Druckabfalls erkennbar, die sich durch die Herabsetzung der Ansaugdichte vor dem Kompressor und deren Rückwirkung auf die Kältemittelviskosität erklärt. Die Leistungsaufnahme des Kältemittelverdichters sinkt durch den Einsatz des IWT bei geringerem Ölwurf um etwa 2%. Eine reine Substition zweier Kältemittelleitungen durch den IWT ist jedoch nicht immer zielführend. Durch die etwas tiefere Drucklage des IWT-Systems kann es vor allem bei Teillastzuständen zu Störungen der druckabhängigen Regelorgane (Kompressorregelventil, TXV) kommen, die sich nachteilig auf die Kälteleistung und die Systemstabilität auswirken. Die Regelungsparameter sollten daher an die Drucklage des IWT-Systems angepasst werden. Der IWT wird über Anschlussblöcke, in denen eine separate Beaufschlagung der Flüssigkeits- und Saugseite erfolgt, in das AC-System integriert.


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    Titel :

    Potentiale des Inneren Wärmeaustauschers in mobilen R-134a Klimaanlagen


    Beteiligte:
    Klug, Peter (Autor:in) / Welle, Stefan (Autor:in) / Leisenheimer, Bert (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2006


    Format / Umfang :

    9 Seiten, 11 Bilder



    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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