In einem Zweizonenklimaraum wurde ein Kältemaschinenkreislauf zur Klimatisierung eines Elektro-Pkw so gestaltet, dass eine Umschaltung zwischen Kühl- und Heizbetrieb mittels Ventilschaltung erfolgt. Als Kältemittelverdichter wird ein elektrischer Scrollverdichter eingesetzt. In experimentellen Untersuchungen werden die COP und Verdichterkennzahlen der beiden Betriebsarten dargestellt. Die Untersuchungen im Komponentenprüfstand mit serienmäßigen Wärmetauschern eines Mittelklassefahrzeugs und einem elektrisch betriebenen Scrollverdichter zeigten im Vergleich der Kältemittel R1234yf und R134a für das vorgeschlagene alternative Kältemittel R1234yf sowohl günstigere Kälteleistungszahlen als auch höhere Verdichterwirkungsgrade. Generell kann gesagt werden, dass der elektrische Scrollverdichter von Denso sich für das vorgeschlagene alternative Kältemittel R1234yf aus thermodynamischer und fluidmechanischer Sichtweise im Kältemaschinenmodus gut eignet. Die Kältemittelfüllmenge wurde für den Kältemaschinenmodus an einer möglichst hohen Kälteleistungszahl COP ausgerichtet und bestimmt dadurch auch die Betriebszustände im Wärmepumpenmodus. Dabei konnte der wechselseitige Hoch- und Niederdruckbetrieb im Verdampfer und Kondensator problemlos betrieben werden. Diese Untersuchung ist durchgeführt worden, um thermodynamische Zusammenhänge aufzuzeigen. Dazu wurde aus einer Vielzahl von Untersuchungen und ausgewerteten Daten ausgewählt, um die allgemeinen Anforderungen für ein mögliches Elektrofahrzeug darzustellen. Für beide Kältemittel wurden im Wärmepumpenmodus zur Aufrechterhaltung der Fahrgastzelleninnentemperatur mit den oben genannten Komponenten einer Klimaanlage Wärmeleistungszahlen bis circa 5 erreicht. Dadurch ist es möglich, Elektrofahrzeuge effizient zu beheizen. Der serienmäßige Kondensator benötigt bei Umgebungstemperaturen < 5 Grad C einen Abtauvorgang. Hier wäre es vorteilhaft, zukünftige Kondensatoren für den Einsatz im Wärmepumpenmodus mit größeren Lamellenabständen zu versehen. Durch die Vergrößerung des Lamellenabstands verlagert sich die Reifmassenverteilung. Eine optimierte Abstimmung zwischen Lamellenabstand und Betriebszustand hat einen positiven Einfluss auf die Betriebszeit wegen des geringeren Anstiegs des luftseitigen Druckverlusts.
Elektrischer Scrollverdichter in PKW Klimaanlage mit Wärmepumpe
Electric Scroll Compressor for mobile air conditioning including heat pump
KI - Kälte, Luft, Klimatechnik ; 47 , 4 ; 18-22
2011
5 Seiten, 6 Bilder, 3 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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