Die Entwicklung eines alternativen Kältekreislaufes steht vor der Aufgabe die verschiedenen regionalen Klimabedingungen effizient abzudecken. Neben den klassischen Hochlast-Betriebspunkten muss der Kältekreislauf auch die niedrigen Lasten mit optimalem Kraftstoffverbrauch beherrschen. Die zukünftigen Kraftstoffverbrauchsmessungen sehen auch den Betrieb der Klimaanlage vor. Die thermischen Bedingungen während dieser Messungen werden einen mittleren Lastfall für die Klimaanlage darstellen. In diesen Bedingungen arbeiten die heutigen Systeme, die auf hohe Lasten optimiert wurden, nicht optimal. Die heutigen Kältekreisläufe stellen einen Kompromiss für bestimmte thermische Auslegungen dar. Die Valeo Entwicklung für das Kältemittel R134a basiert auf einem Kreislauf mit elektrisch ansteuerbarem Expansionsventil, internem Wärmetauscher sowie einer neuen Kältekreisregelung. Die Regelung betreibt das System im physikalisch optimalen Bereich unter Berücksichtigung der Komfortansprüche. Hierbei wird die Verdampferüberhitzung bis zur Komfortgrenze geregelt. Diese Betriebsart unterstützt von dem internen Wärmetauscher hebt die Kondensatoreintrittstemperaturen, die wiederum zu einer höheren Kondensatorleistung führen. Durch die erhöhte Kondensatorleistung und die zusätzliche weitere Unterkühlung des Kältemittels im inneren Wärmetauscher kann der Kältemittelmassenstrom gesenkt werden was wiederum zu einer Wirkungsgradverbesserung des Kondensators wie auch des internen Wärmetauschers führt. Das Ergebnis ist ein Betrieb mit maximaler Effizienz und dem resultierenden geringen Kraftstoffverbrauch.
The development of an alternative refrigerant loop needs to master the different worldwide climate conditions efficient and at maximum performance. Beside the classical high load conditions which have been the main drivers in current A/C loop developments it is also vital that the developed systems work efficient in medium and low load conditions to have the least impact on the vehicle fuel consumption. Future fuel consumption measurements will also consider the operation of the A/C loop. The conditions will most likely be a medium load condition. In those conditions most systems being optimized for high load conditions work with a very low efficiency. Today's A/C loops represent a compromise as they can only be optimized for specific conditions. The development carried out by Valeo based on R134a loop considers the application of an electrical expansion valve controlled by a new algorithm which allows to operate the system at a physical optimum respecting the requirement of passenger comfort. The evaporator superheat is controlled to a point when the left/right temperature difference reaches its maximum acceptable level. Supported by an internal heat exchanger the system works with significantly higher condensor inlet temperatures with consequential increase of condenser performance. This performance increase of the condenser requires a significantly reduced refrigerant mass flow which improves again the efficiency of the condenser and the internal heat exchanger. The result is an operation at the highest efficiency / lowest fuel consumption for each operating condition.
Entwicklung eines verbrauchsoptimierten Kältekreislaufs unter Berücksichtigung der Leistungsanforderungen sowie der zu erwartenden Abgasgesetzgebung
2007
17 Seiten, 21 Bilder, 1 Quelle
Conference paper
German
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