DE2757832A1

DE2757832A1 - Regler fuer kuehlanlage

Info

Publication number: DE2757832A1
Application number: DE19772757832
Authority: DE
Inventors: Kenneth John Kountz
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1978-07-06
Also published as: BR7708677A; US4112703A; JPS617367B2; AU3140677A; FR2375559A1; MX143450A; CA1093182A; DE2757832C2; GB1586809A; FR2375559B1; JPS5383242A; IT1089180B; AU513723B2

Description

Regler für Kühlanlage

Die Erfindung betrifft einen Regler für eine Kühlanlage, insbesondere für die Klimaanlage eines Kfz, um einen maximalen Wirkungsgrad sowie die Einsparung von Energie zu erzielen.

Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge wie Pkw, Lkw und Autobusse sind sehr unterschiedlichen Betriebsbedingungen unterworfen (z.B. Wärmebelastung und Verdichterdrehzahlen), und haben gewöhnlich dadurch einen sehr geringen Wirkungsgrad, daß ihr Leistungsvermögen nicht immer ihren Lasten angepaßt ist. Dieser Betrieb mit scHechtem Wirkungsgrad vergeudet Energie und beeinflußt merklich den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs. Der erfindungsgemäße Reglet steuert dagegen den Betrieb einer Kühlanlage in einer neuartigen Weise und mit einem verhältnismäßig einfachen Geräteaufwand, so daß die Leistung der Anlage so geregelt wird, daß sie genau die Forderungen des zu kühlenden Fahrzeugraumes erfüllt. Da stets der richtige Ausgleich zwischen der Leistung der Anlage und der Kühllast aufrecht erhalten wird, geht keine Energie verloren, und es wird mehr Kraftstoff eingespart.

Der erfindungsgemäße Regler ist in eine Kühlanlage eingebaut, in welcher Kühlmittel durch einen geschlossenen Verdampferkühlkreis mit einem in Reihe angeordneten Verdampfer, Verdichter und Kühler

fließt. Die Arbeitsweise der Kühlanlage wird geregelt, um den Wirkungsgrad des Verdampfers zu verändern, damit in den Raum, der durch die Kühlanlage mit Frischluft versorgt wird_/eine im wesentlichen konstante Solltemperatur aufrecht erhalten wird. Der Regler umfaßt eine erste überwachungseinrichtung zur Abtastung der Umgebungstemperatur in dem zu klimatisierendem Räume sowie eine zweite überwachungsvorrichtung zur Kontrolle der Kühlmitteltemperatur am Verdampferauslaß. Ein elektromechanisches Ventil ist im Kühlkreis zwischen Kühler und Verdampfer in Reihe geschaltet, um den Durchsatz des Kühlmittels im Kreis zu steuern. Regler sprechen auf die erste und zweite Kontrolleinrichtung an, um die Ansteuerung des elektromechanischen Ventils zu ändern, damit der Kühlmitteldurchsatz durch den Verdampfer verändert werden

die

kann, wodurch/Kühlmitteltemperatur am Verdampferauslaß nach Bedarf eingestellt werden kann, um den zu kühlenden Raum auf Solltemperatur zu halten.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Regler und die Art und Weise, wie er in eine Kühlanlage, besonders in eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug eingebaut ist;

Fig. 2 ein Kurvenbild zur Erläuterung der Arbeitsweise des Reglers.

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Die erfindungsgemäße Klimatisierungsanlage umfaßt einen Verdichter 10, einen Kondensator oder Kühler 12, eine Dehnungsvorrichtung 13 sowie einen Verdampfer 15. Vier Bausteine sind in Reihe geschaltet, um einen herkömmlichen geschlossenen Dampfkühlkreis zu bilden. Aus nachstehend erläuterten Gründen ist der Verdichter 10 vorzugsweise ein geregelter Verdrängungskompressor, und die Dehnungsvorrichtung 13 erhält die Form eines elektromechanischen Ventils, z.B. eines Magnetventils. Das Kühlgas wird im Verdichter 10 komprimiert und dem Kühler 12 zugeführt, wo es zu einem flüssigen Kühlungsmittel kondensiert und an das Dehnungsmagnetventil 13 abgegeben wird. Der Durchfluß durch das Ventil 13 dehnt sich das Kühlmittel aus und erscheint als zweiphasiges Gemisch aus Flüssigkeit und Gas, jedoch hauptsächlich als Flüssigkeit. Wenn das zweiphasige Gemisch dann durch den Verdampfer 15 strömt, der sich mit der Luft in einem wärmeaustauschenden Verhältnis befindet, welche dem zu kühlenden Fahrzeugraum zugeführt wird, wird Wärme von der Luft an das Kühlmittel abgegeben, worauf dieses insgesamt verdampft und seinen gasförmigen Zustand annimmt. Dann gelangt das Kühlgas am Verdampferauslaß zum Ansaugeinlaß des Verdichters.

Der Verdichter 10 ist vorzugsweise nach den Einzeldarstellungen und Beschreibungen der US-Patentschrift 3 861 829 vom 21.Jan.1975 von Richard W. Roberts et al derselben Anmelderin gebaut. Nach

er

dieser Konstruktion^hält der Kompressor automatisch eine konstante Saugkraft. Bei dem an dieser Patentschrift bekanntgemachten Kompressor bestimmt der Druck im Hohlraum eines Kurbelkastens, der an den Ansaugeinlaß des Verdichters entlüftet wird,

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den Hub einer Anzahl von Kolben, der seinerseits wieder die Verdrängung des Verdichters bestimmt. Der Kurbelkasten wird durch da Ausströmen von Hochdruckgas an den Kolben vorüber (Kolbenring durchblasen genannt), und in das Kurbelgehäuse unter Druck gesetzt, wobei durch Regelung des Entweichens des Durchblasgases aus dem Kurbelgehäuse durch die Entlüftung zur Ansaugleitung der Druck im Kurbelkasten verändert werden kann, um die Verdrängung des Verdichters und damit seine Leistung zu verändern. Die Saugkraft beaufschlagt ein Hubsteuerventil 18 im Entlüftungsrohr zwischen Kurbelkasten und Ansaugeinlaß, um eine verstellbare Verengung in der Entlüftungsleitung zu schaffen, damit der Druck im Kurbelkasten und letztlich die Saugkraft gesteuert werden können. Je stärker die Verengung im Entlüftühgsrohr ist, so größer ist der Druck im Kurbelkasten und umso niedriger der Hub und die Verdrängung. Die durch das Ventil 18 geschaffene Verengung ist umgekehrt proportional zur Saugkraft. Somit ist die Verdrängung des Kompressors 1O eine direkte Funktion der Saugkraft. Wie in der Patentschrift von Roberts er al gezeigt wird, soll der Druck im Kurbelkasten zwischen 5 und 10 % Differenz zwischen Saugkraft und Austrittsdruck haben. Wenn Z.B. ein Austrittsdruck von 200 psig (14,1 kg/cm²) und eine Saugkraft von 30 psig (2,11 kg/cm )herrsch dann sollte der Druck im Kurbelkasten so geregelt werden, daß er zwischen 38,5 (27,05 kg/cm²) und 47 psig (3,30 kg/cm²) liegt.

Wenn daher beim Verdichter von Roberts et al eine Änderung der Betriebsbedingungen auftritt wie eine Änderung der Wärmebelastung des Kondensatordurcks, der Verdichterdrehzahl usw., wird das Hubsteuerventil 18 automatisch die Saugkraft auf dem Solldruck wie 30psig (2,11 kg/cm²) erhalten.Wenn die Saugkraft unter den SoIl-

-druck abfällt, „_ . ·,- ;-,:■.·■■· .-^ ; __ -12-

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verstärkt das Ventil 18 die Verengung, um den Durchsatz des aus dem Kurbelgehäuse austretenden Kolbenringdurchblasgases zu vermindern, wodurch sich der Druck im Kurbelkasten erhöht und die Verdrängung verringert, wobei die Saugkraft wieder bis zum Solldruck zunimmt. Umgekehrt verringert eine den Solldruck übersteigende Saugkraft die Verengung in der Entlüftungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugeinlaß, wodurch sich der Durchsatz des Ventils 18 erhöht und in dessen Gefolge sich der Druck im Kurbelgehäuse verringert, um eine Erhöhung der Verdichterverdrängung zu bewirken, bis die Saugkraft wieder auf den Solldruck absinkt.

Dabei ist es nicht wichtig, daß ein geregelter Verdrängungskompressor verwendet wird. Unabhängig von der Auslegung des Verdichters sollten jedoch Einrichtungen vorhanden sein, welche die Saugkraft trotz sich ändernder Betriebsbedingungen verhältnismäßig konstant halten. Beispielsweise könnte ein fest eingestellter Verdrängungskompressor mit einer Anordnung zur Änderung der Wirkleistung des Verdichters verwendet werden (beispielsweise durch Veränderung der Verdichterdrehzahl), um die Saugkraft zu regeln.

Das als Dehnungsvorrichtung im Kühlkreis eingesetzte elektromechanische Ventil 13 dient auch als Durchsatzregelventil für das Kühlmittel im Kühlkreis, um die Verdampferleistung zu ändern, Das Ventil 13 kann eine Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen haben, um wirksam eine regelbare Düse oder Blende zu schaffen, deren Größe sich in Abhängigkeit von einem anliegenden

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Steuersignal ändert. Zum Beispiel kann das Ventil 13 ein*elektromechanischer Proportionalregler sein, dessen Düse proportional zur Kurve eines angelegten Steuersignals arbeitet. Aus Gründen der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit bildet das Ventil 13 jedoch beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ein verhältnismäßig einfaches und billiges Magnetventil mit Ein-Auscharakteristik.

Durch Regelung der Ansteuerung der Magnetspule 21 (durch ein Signal, dessen Impulslänge in einer nachstehend beschriebenen Weise moduliert wird) kann das Ausdehnungsmagnetventil 13 so verändert werden, daß praktisch die regelbare Düse im Kühlkreis zwischen dem Kondensator 12 und dem Verdampfer 15 geschaltet ist. Die Spule 21 wird abwechselnd erregt und abgeschaltet, d.h. daß sie in Abhängigkeit von dem im impulsbreitenmodulierten Signal im Schwarz-Weiß-Betrieb arbeitet. Je stärker die Erregung der Spule 21 ist (d.h., je stärker der Arbeitstakt ist), der das Verhältnis jedes Erregungsintervalls gegenüber der Zeitdauer oder Periode eines vollständigen Taktes nachstellt), um so kleiner ist die durch das Ventil 13 vorgegebene Verengung und umso größer der Durchsatz des Ventils. Somit ist der Durchsatz des Kühlungsmittels im Kühlkreis direkt zum Arbeitstakt der Spule 21 proportional. Eine Diode 23 sorgt lediglich für einen Nebenschluß- oder Parallelpfad zur Spule 21, um die in dieser entwickelte Energie abzuleiten.

Vor der Erörterung der Regeleinrichtung für die Spule 21 sei die Kurve 25 der Figur 2 betrachtet, welche den Wirkungsgrad oder die Leistung des Verdampfers (auf der Ordinate oder y-Achse)

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als Funktion der Kühlmitteltemperatur am Verdampferauslaß (auf der Abszisse oder x-Achse) zeigt. Die Kurve 25 zeigt, daß die beiden Charakteristiken umgekehrt aufeinander bezogen sind. Wenn die Temperatur am Kühlmittelausgang des Verdampfers ansteigt, fällt die Leistung des Verdampfers ab. Der Warmeübertragungskoeffizient eines Verdampfers ist viel größer, wenn die zu kühlende Luft an ein zweiphasiges Flüssiggas-Kühlmittelgemisch übertragen wird als bei einem Übergang auf lediglich ein Kühlgas. Das Flüssig-Gasgemisch verdampft vollständig, wird insgesamt auf seinem Weg durch den Verdampfer zu Gas, wobei zusätzliche der Luft entnommene Wärme das Gas übererhitzt und den Wirkungsgrad des Verdampfers vermindert. Je geringer der Kühlmitteldurchsatz des Verdampfers ist, umso größer ist die Überhitze und die Austrittstemperatur des Verdampferkühlmittels. Um daher die Verdampferleistung zu maximieren, muß der Durchsatz genügend groß sein, damit das Kühlmittel fast im gesamten Verdampfer ein zweiphasiges Flüssigkeits-Gasgemisch bleibt. Das Kühlmittel sollte insgesamt in Gas umgesetzt werden, bevor es den Verdampferausgang erreicht, worauf eine kleine Minimalmenge Überwärme zugefügt werden sollte. Daher darf die Verdampferaustrittstemperatur nicht unter einem bestimmten Minimalpegel abfallen. Sonst kann das flüssige Kühlmittel durch die Ansaugleitung in den Verdichter fließen uiid dort mechanische Schäden bewirken.

Die gestrichelte Linie 26 der Figur 2 kennzeichnet die minimale Sollaustrittstemperatur des Verdampfers im beschriebenen Ausführungsbeispiel. Der Schnittpunkt der gestrichelten Linie mit

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der Kurve 25 zeigt den maximalen Wirkungsgrad des Verdampfers an, mit welchem die Anlage arbeiten kann. Wenn der Durchsatz des Kühlmittels so eingestellt wird, daß die Verdampferaustrittstemperatur den minimalen Sollwert erreicht, bleibt am Verdampferaustritt eine minimale Sollüberhitze im Kühlgas. Wenn die Austrittstemperatur unter den minimalen Sollwert abfallen kann (d.h. links von der gestrichelten Linie 26) würde eine ungenügende überhitze auftreten und flüssiges Kühlmittel in den Verdichter fließen. Wie noch erläutert wird, wird die Verdampferaustrittstemperatur, bei welcher die Kühlanlage arbeitet, automatisch gewählt, so daß die Kühlleistung immer an die Wärmebelastung angepaßt ist, um die wirksamste Betriebsweise zu erzielen und am wenigsten Energie zu vergeuden. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird j die gewählte Verdampfersollaustrittstemperatur auf der Abszisse der Figur 2 Solltemperatur genannt. Der Kühlmitteldurchsatz des

j Verdampfers wird in einer noch zu erläuternden Weise automatisch geregelt, um die Verdampferaustrittstemperatur auf den richtigen Sollwert auf der Abszisse zu bringen und zu halten, der erforderlich ist, um den Fahrzeuginnenraum auf der Sollraumtemperatur zu halten.

Ein als Heißleiter oder Thermistor ausgelegter Temperaturfühler 28 ist in den zu klimatisierenden Innenraum des Fahrzeuges angeordnet und überwacht die Umgebungstemperatur in diesem Raum. Eine Klemme des Thermistors 28 ist an die Masse einer Bezugsspannung geführt, während die andere Klemme über einen Widerstand 29 eine positive Gleichspannungsquelle V+ angeschlossen ist. Die Größe dieser Gleichspannung soll +10 V betragen.

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und die Bezugsspannung an Masse O V. Natürlich sind alle Klemmen "V+" der Zeichnung an dieselbe Gleichspannungsquelle angeschlossen. Der Thermistor 28 arbeitet mit negativem Temperaturkoeffizienten, so daß sein Widerstand eine umgekehrte Funktion der Isttemperatur des zu klimatisierenden Raumes ist. D.h., wenn beispielsweise die Raumtemperatur zunimmt, nimmt der Widerstand des Thermistors 28 sowie die Spannung am Knotenpunkt zwischen Temperaturfühler 28 und Widerstand 29 ab.

Der Knotenpunkt des Temperaturfühlers 28 und Widerstandes 29 ist über einen Widerstand 31 an den positiven Eingang eines IC-Rechenverstärkers 32 geführt, der vorzugsweise ein Nortonverstärker vom Typ 3401 ist. Praktisch sind auch die anderen IC-Rechenverstärker der Zeichnung (d.h. die Verstärker 39,51, 57,58,59 und 67) auch Verstärker des Typs 3401. Obwohl nicht besonders ausgewiesen, sind alle Rechenverstärker an die positive Spannungsquelle V+ geführt, so daß ihre Betriebsspannung +10 V ist.

Ein Nortonverstärker des Typs 3401 braucht Eingangsströme anstatt Eingangsspannungen. Daher sind der Widerstand 31 sowie alle andere entsprechenden oder gleichwertigen Widerstände in Reihe mit den Eingängen der IC-Rechenverstärker geschaltet, um Eingangsspannungen in Eingangsströme umzusetzen. Wie ebenfalls für einen Nortonverstärker charakteristisch ist, ist ein guter Signalschutz für die Summierglieder vorgesehen, da seine beiden Eingänge praktisch auf Masse- oder Nullpotential liegen. Außerdem bildet ein Nortonverstärker mit zusätzlichem

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gepoltem Kondensator zwischen seinem Ausgang und seinem Inversion eingang (negativem Eingang) eine Integrationsschaltung, deren
AusgangsSpannung stets gegenüber den Eingangsspannungen positiv ist. Alle SignalSpannungen im Regler sind gegenüber Masse positiv

Da sich die Spannung am Knotenpunkt vom Thermistor 28 und Widerstand 29 im umgekehrten Verhältnis zur Umgebungs-Isttemperatur
des klimatisierten Raumes im Fahrzeug ändert, ändert sich auch
das am positiven Eingang des Verstärkers 32 anliegende Stromsignal als Umkehrfunktion der Raumisttemperatur und stellt die
Raumtemperatur dar. Die Solltemperatur des Fahrzeuginnenraumes
kann gewöhnlich durch den Fahrer einfach mit einer Steuervorrichtung in Form eines Potentiometers 34 eingestellt werden, der sich natürlich auf dem Armaturenbrett befinden soll. Daher stellt
die Verbindung vom Thermistor 28 und Potentiometer 34 praktisch einen Thermostaten dar. Somit liegt bei einem in Reihe geschalteten Widerstand 35 ein Stromsignal am Inversionseingang (negativen Eingang) des Verstärkers 32 an. Die Amplitude dieses Eingangsstromes (der Temperatürsollwertsignal genannt werden kann, da es die Raumsolltemperatur darstellt) ist direkt proportional zum gewählten Sollwert oder zur Einstellung des Thermostaten.
Je höher die Raumsolltemperatur ist, umso größer ist der zum
negativen Eingang fließende Strom.

Der Nortonverstärker arbeitet insofern als Differentialverstärker als die Ausgangsspannung proportional zur Differenz
zwischen den beiden Eingangsstromsignalen ist. Da auch ein
gepolter Kondensator 37 vorgesehen ist, arbeitet der Verstärker

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32 auch als Integrationsglied. Wenn der am positiven Eingang des Verstärkers 32 anliegende Strom größer ist als der am negativen Eingang anliegende,steigt die Ausgangsspannung allmählich in positiver Richtung an (d.h. sie integriert oder läuft aufwärts, um eine sägezahnartige Wellenform zu bilden) bis zu einem Amplitudenpegel an, der durch die Differenz zwischen den beiden Eingangssignalen bestimmt ist. Bei einer Änderung von einem der beiden Eingangssignale, so daß der am negativen Eingang anliegende Strom größer wird als der am positiven Eingang anliegende, nimmt die Ausgangsspannung allmählich in negativer Richtung (d.h. sie läuft oder integriert abwärts) gegen Null oder Massepotential ab. Wie bereits erwähnt, kann die Ausgangsspannung des Verstärkers 32 niemals unter die Spannung an den beiden Eingängen abfallen, die im wesentlichen auf Massepotential

Somit vergleicht der Verstärker 32 das Signal für die Raumisttemperatur mit dem Temperatursollwertsignal, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die sich in Abhängigkeit von der Differenzzwischen der Raumist- und Raumsolltemperatur ändert. Dieses Spannungssignal wird durch den Reihenwiderstand 38 in ein Stromsignal verwandelt und liegt am negativen Eingang eines Verstärkers 39 an. Das den Widerstand 38 durchfließende und am negativen Eingang anliegende Stromsignal stellt die Solltemperatur des Kühlmittels am Vergaseraustritt dar, die auf die minimale Austrittssolltemperatur des Verdampfers bezogen ist und daher Solltemperatursignal genannt werden kann, da es den Sollwert auf der Abszisse der Figur 2 anzeigt, bei dem die Anlage arbeiten soll, um den klimatisierten Raum richtig zu kühlejn

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D.h., daß die Solltemperatur eine Funktion der Ausgangsspannung des Verstärkers 32 ist.

Ein Temperaturfühler in Form eines Thermistors 41 ist körperlich neben dem Verdampferaustritt in wärmeaustauschender Wirkverbindung angeordnet, um die Kühlmitteltemperatur nach dem Verlassen des Verdampfers zu überwachen. Der Fühler 41 ist wie der Fühler 28 ausgelegt und arbeitet ebenfalls mit negativem Temperaturkoeffizienten, so daß sein Widerstand zur Austrittstemperatur des Verdampferkühlmittels umgekehrt proportional ist. Wenn beispielsweise die Kühlmitteltemperatur fällt, erhöht sich der Widerstand des Thermistors 41 sowie die Spannung an seinem Knotenpunkt mit einem Widerstand 42. Das am Knotenpunkt erzeugte Signal stellt somit die Isttemperatur des Kühlmittels am Verdampferausgang dar, und dieses Spannungssignal ändert sich umgekehrt zur Temperatur. Wegen des Reihenwiderstandes 43 wird das Spannungssignal in ein Stromsignal umgesetzt und liegt am negativen Eingang eines Verstärkers 39 an. Der den Widerstand 43 durchfließende Strom kann somit als Signal für die Verdampferaustrittstemperatur gezeichnet werden. Da am Eingang des Verstärkers 39 zwei Signale anliegen, findet eine Addition dieser Signale am Eingang statt. Wenn der Fahrzeuginnenraum Jolter als die Solltemperatur oder die Verdampferaustrittstemperatur kälter als der Sollwert wird, ergibt sich die gleiche Wirkung für den Verstärker 39.

Ein Spannungsteiler mit den Widerständen 44 und 45 erzeugt eine Bezugsspannung am Knotenpunkt dieser Widerstände, die durch einen

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Serienwiderstand 46 in einen Eingangsstrom für den positiven Eingang des Verstärkers 39 umgesetzt wird. Das Stromsignal dient als Bezugssignal, dessen Amplitude die minimale Solltemperatur des Kühlmittels am Verdampferaustritt darstellt. Im Ausführungsbeispiel liegt der Pegel des Bezugssignals so, daß die Kühlmitteltemperatur am Verdampferaustritt während des Normalbetriebs der Klimaanlage nicht unter den durch die gestrichelte Linie 26 der Figur 2 angezeigten minimalen Sollwert abfallen kann.

Der Verstärker 39 arbeitet hauptsächlich als Differentialverstärker, dessen Frequenzgang durch einen Rückführungswiderstand 47 bestimmt wird. Mit Ausnahme des Zustandes, in welchem der Regler auf dem durch die gestrichelte Linie 26 angegebenen Sollwert arbeitet, ändert sich die Verstärkerausgangsspannung, die stets eine positive Spannung zwischen 0 und +10 V ist und

über Fehlerspannungssignal heißt (in positiver Richtung) und unter (in negativer Richtung) einem Bezugssignal in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Eingangsströmen. Somit ändert sich das Fehlerspannungssignal als Funktion der Differenz zwischen der Solltemperatur, der Verdampferistaustrittstemperatur und der minimalen Verdampfersollaustrittstemperatur. Der Bezugspegel des Fehlersignals am Ausgang des Verstärkers 39 ändert sich mit der Solltemperatur, so daß jedesmal ein neuer Sollwert auf der Abszisse der Figur 2 gewählt wird, wenn das Federsignal auf einem neuen Bezugspegel eingeschwungen ist.

Arbeitet der Regler auf dem durch die gestrichelte Linie 26 an-

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gezeigten Sollwert, dann ist die Charakteristik der Eingangssignale für den Verstärker 39 so, daß der Bezugspegel seine Maximalamplitude hat, und das Fehlersignal auf diese Amplitude begrenzt bleibt. Wenn andererseits der Regler auf einem Sollwert rechts von der gestrichelten Linie 26 arbeitet, kann das Fehlersignal über und unter dem Bezugspegel schwanken.

Unter stabilen Bedingungen sind die Eingangsströme des Verstärkers 39 konstant und stehen in einem festen Verhältnis, um das Fehlersignal auf dem erforderlichen Bezugspegel zu halten. Wenn sich der am negativen Eingang des Verstärkers 39 anliegende Strom verstärkt, dann fällt das Fehlersignal unter seinen Bezugspegel ab. Wenn andererseits der Eingangsstrom am negativen Eingang abnimmt, übersteigt die Ausgangsspannung des Verstärkers 39 den Bezugspegel.

Zwei in Reihe geschaltete Widerstände 48 und 49 setzen das Fehlerspannungssignal in ein Fehlerstromsignal um, das am negativen oder Inversionseingang eines Verstärkers 51 anliegt,der, mit einem gepolten Kondensator 52 bestückt, als Integrationsglied dient. Der Strom wird dem positiven Eingang über Widerstände 53,54,55 und 56 eingespeist, um den Vorspannungspegel für den Verstärker 51 aufzubauen. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 51 schwankt zwischen einem im wesentlichen Nullpotential und V+ (+10 V im Ausführungsbeispiel) in Abhängigkeit von der Amplitude des am negativen Eingang anliegenden Fehlersignals. Da der Verstärker 51 ein Integrationsglied ist, ändert sich die Ausgangsspannung des Verstärkers nicht plötzlich, son-

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dern erhöht sich oder vermindert sich allmählich, wann immer eine Änderung der Größe des Fehlersignals auftritt.

Ein in seiner Impulslänge moduliertes Signal wird erzeugt, dessen Wellenform von der Ausgangsspannung des Verstärkers 51 abhängt. Dieses Signal ist ein Rechtecksignal mit periodisch wieder kehrenden ansteigenden Impulskomponenten und dazwischenliegenden negativen Impulskomponenten. Die Frequenz ist konstant, jedoch die relative Länge der positiven und negativen Flanken ändert sich in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Verstärkers 51. Wenn sich die Länge oder Dauer der positiven Impulsflanken erhöht verringert sich die Impulsdauer der negativen Flanken proportional und umgekehrt. Da die Zeitdauer einer vollständigen Periode konstant ist, bedeutet dies, daß bei einer Änderung der Impulslänge einer positiven Impulskomponente in einer Richtung sich auch die Länge der unmittelbar folgenden negativen Impulskomponente in der Gegenrichtung ändern muß. Die Arbeitstaktkurve des in seiner Impulslänge modulierten Signals ist das Verhältnis der Länge einer jeden positiven Impulsflanke zur Dauer einer vollständigen Periode. Das Paßverhältnis des impulslängenmodulierten Signals ist gleich dem Arbeitstakt der Magnetspule 21.

Das impulslängenmodulierte Signal steht am Ausgang eines Verstärkers 57 an, der als Vergleichsschaltung dient. Die Verstärker 58 und 59 bilden mit ihren zugehörigen Schaltbausteinen einen bekannten Dreiecksspannungsgenerator oder Oszillator zur Abgabe eines dreieckigen Stromsignals bei einem Serienwider-

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stand 61 den negativen Eingang des Verstärkers 57. Die Frequenz des Signals liegt vorzugsweise bei einem Hertz. Außerdem wird ein Ausgangsspannungssignal am Verstärker 51 über einen Widerstand 62 als Stromsignal dem negativen Eingang angelegt. Die Summierung der beiden Stromsignale folgt am negativen Eingang. D.h., daß die Dreieckswelle im wesentlichen dem Ausgangssignal des Verstärkers 51 überlagert wird. Am positiven Eingang des Verstärkers 57 steht ein festes Bezugssignal an. Der in den negativen Eingang gelangende Netzstrom schwankt abwechselnd (bei der Frequenz der Dreieckswelle) über und unter den Pegel des am positiven Eingang anliegenden Bezugsstromes. Wenn immer der Eingangsstrom am negativen Eingang unter den Eingangsstrom am positiven Eingang abfällt, schaltet die Ausgangsspannung des Verstärkers 57 plötzlich von Masse oder Null auf V+ oder +10V um, wo sie bleibt, bis der Strom am negativen Eingang größer als der Bezugsstrom am positiven Eingang wird. Jetzt schaltet die Ausgangsspannung von ihrem hohen Pegel zurück zu ihrem niedrigen Pegel oder auf Null. Je größer der Ausgangsstrom des Verstärkers 51 ist, umso größer sind die Zeitspannen, in welchen die Ausgangsspannung des Verstärkers 57 bei Nullpotential ansteht, und umso geringer sind die Zeitspannen, in welchen die Ausgangsspannung auf ihrem hohen Pegel liegt. Auf diese Weise entsteht am Ausgang des Verstärkers 57 ein impulslängenmoduliertes Reckecksignal mit einer Amplitude von 10V,

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der relative Längen der abwechselnden positiven und negativen Flanken unter Steuerung des Verstärkers 51 moduliert werden. Das Tastverhältnis des impulslängenmodulierten Signales ist das Verhältnis der Zeitspanne einer positiven Impulskomponente

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zu einer vollständigen Periode, nämlich Gesamtzeitdauer einer positiven und einer negativen Impulskomponente.

Das impulslängenmodulierte Signal steuert eine Solenoidtreiberstufe mit den Transistoren 64 und 65 sowie ihren zugeordneten Schaltelementen an, um dieses Signal an die Magnetspule 21 anzulegen. Die + 12 V an der rechten Klemme der Spule werden vom Spannungsregler des Fahrzeugs abgegriffen. Wenn währen I der positiven Impulsflanken die Ausgangsspannung des Verstärkers 57 hochpegelig ist, steuern die Transistoren 64 und 65 durch, wobei die linke Klemme der Spule 21 im wesentlichen an Masse liegt und damit volle 12 V = an der Spule anstehen. Während der dazwischenliegenden negativen Impulsflanken, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 57 niederpegelig oder auf Nullpegel ist, sperren die Transistoren 64 und 65 und die Spule 21 ist abgeschaltet. Da die Spule 21 nur durch positive Impulsflanken beaufschlagt wird, ist der Arbeitstakt der Spule 21 gleich dem Tastverhältnis des impulslängenmodulierten Signals, welches auch den Arbeitstakt der Spule bestimmt. Je größer der Arbeitstakt ist, umso geringer ist die durch das Ventil 13 gegebene Verengung und umso größer ist der Kühlmitteldurchsatz im Kühlkreis. Da die Intervalldauer bei hochpegeligem Ausgangssignal des Verstärkers 57 umgekehrt proportional zum Ausgangssignal des Verstärkers 51 steht, schwankt der Arbeitstakt und daher der Kühlmitteldurchsatz ebenso umgekehrt zum Ausgangssignal des Verstärkers 51.

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Unter Normalbedingungen verhindert der Eingangestrom am positiven Eingang des Verstärkers 39, daß das Kühlmittel am Verdampfer austritt unter das Sollminimum abfällt, das durch die gestrichelte Linie 26 der Figur 2 dargestellt ist. Da der Verdichter einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage meist vom Fahrzeugmotor angetrieben oder gedreht wird, erhöht sich der Kühlmitteldurchsatz und die

kann
Temperatur am Verdampfeu-austritt unter das Sollminimum während des hochtourigen Betriebes abfallen, beispielsweise während des Herunterschaltens, wo sich die Motorendrehzahl schnell erhöht. Um zu verhindern, daß die Temperatur so weit abfällt, daß flüssiges Kühlmittel in den Ansaugeinlaß des Verdichters eingespeist wird, ist im Regler eine Schutzschaltung vorgesehen. Insbesondere ist der nicht invertierende oder positive Eingang eines als Vergleichsschaltung arbeitenden Verstärkers 67 über einen Serienwiderstand 68 so geschaltet, daß an ihm das Signal für die Verdampferaustrittstemperatur anliegt. Die Widerstände 71,72 und 73 geben an den negativen oder Inversionseingang ein Bezugsstromsignal ab, welches einen absoluten Minimalpegel darstellt, der für das Kühlmittel am Verdampferaustritt zulässig ist. Diese Temperatur liegt natürlich unter dem Sollminimum und daher links von der gestrichelten Linie 26 der Figur 2, doch ist sie noch immer genügend hoch, um das gesamte den Verdampfer durchströmende flüssige Kühlmittel zu verdampfen.

Unter Normalbedingungen ist der am positiven Eingang des Verstärkers 67 anstehende Strom kleiner als der Bezugsstrom am negativen Eingang, und die Ausgangsspannung des Verstärkers liegt im wesentlichen auf Null oder Massepotential. Wenn die

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Verdampferaustrittstemperatur auf den absoluten Minimalpegel abfällt, ist der Strom am positiven Eingang größer als der am negativen, und die Ausgangsspannung des Verstärkers 67 schaltet plötzlich von Null und V+ oder +10 V um. Diese Ausgangsspannung gelangt über Widerstände 74 und 75 an die Basen der"Transistoren 76 und 77. Die Widerstände 78,79 und 81 setzen die Ausgangsspannung in einen Ausgangsstrom für den positiven Eingang des Verstärkers 51 um. Wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 67 V+ ist, steuern die Transistoren 76 und 77 durch und legen damit den Knotenpunkt der Widerstände 55 und 56 sowie 48 und 49 an Masse. Gleichzeitig wird Strom dem positiven Eingang des Verstärkers 51 mit einer Amplitude zugeführt, die genügt, um die Ausgangsspannung des Verstärkers aufwärts oder positiv auf V+ zu integrieren, wo sie abflacht.

Für die Beschreibung der Arbeitsweise des Reglers sei angenommen, daß beim ersten Anschalten der Klimaanlage die im zu klimatisiere den Fahrzeugraum herrschende Umgebungstemperatur wesentlich höher ist als die durch Thermostateinstellung, nämlich die Einstellung des Potentiometers 34 angestrebte Solltemperatur. Jetzt ist der am negativen Eingang des Verstärkers 32 fließende Strom erheblich größer als der am positiven Eingang anstehende, wodurch die Ausgangsspannung des Verstärkers im wesentlichen auf OV bleibt. Da beim Start die Kühlmitteltemperatur am Verdampferaustritt verhältnismäßig warm ist, ist auch die Spannung am Knotenpunkt des Temperaturfühlers 41 und des Widerstandes 42 verhältnismäßig niedrig. Somit ist auch die Amplitude des Temperatursollwertsignals (das über den Widerstand 38

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fließt) als auch des Signals für die Verdampferaustrittstemperatur (das auch über den Widerstand 43 fließt) niedrig und erheblich kleiner als der Bezugsstrom (welcher die minmale Verdampferaustrittssolltemperatur darstellt), der am positiven Eingang des Verstärkers 39 ansteht. Daher erhält das am Ausgang des Verstärkers 39 erzeugte Fehlerspannungssignal seinen Maximalpegel und bewirkt, daß das am negativen Eingang des Verstärkers 51 anliegende Fehlerstromsignal erheblich größer ist als der am positiven Eingang fließende Strom. Jetzt sperren natürlich die Transistoren 76 und 77, da die Ausgangsspannung des Verstärkers 67 Null ist. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 51 bleibt somit auf Nullpotential, woraus folgt, daß das am Ausgang des Verstärkers 57 entwickelte impulslängenmodulierte Signal sein maximales Tastverhältnis aufweist, das seinerseits den Durchsatz des geschlossenen Kühldampfkreises maximiert. Der hohe Kühlmitteldurchsatz bewirkt einen Abfall der Verdampferaustrittstemperatur bis auf das Sollminimum, wie es durch die gestrichelte Linie 26 gezeigt ist. Wenn dies auftritt, stellt sich der am negativen Eingang des Verstärkers 39 anstehende Strom automatisch ein, um die Verdampferaustrittstemperatur auf dem Soll^/ninimum zu halten. Wenn diese Temperatur kälter wird als das Sollminimum, erhöht sich der Eingangsstrom am negativen Eingang und bewirkt einen Abfall des Fehlersignals sowie eine Herabsetzung des Tastverhältnisses nach Bedarf, um die Verdampferaustrittstemperatur wieder auf das Sollminimum anzuheben.

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Der Regler arbeitet weiter an dem durch die gestrichelte Linie 26 angezeigten Sollwert, und die Kälte gelangt an die an den klimatisierten Raum abgegebene Luft, bis dieser Raum auf die eingestellte Solltemperatur abgekühlt ist. Diese Abkühlungszeit wird manchmal "Kaltstartperiode" genannt. Wenn dann schließlich die Sollraumtemperatur erreicht ist, sind die beiden Eingangsströme des Verstärkers 32 gleich, wobei die Ausgangsspannung in diesem Moment Null ist. Da jedoch der klimatisierte Raum dann etwas kälter wird, ist der am positiven Eingang des Verstärkers 32 anstehende Strom größer als der am negativen Eingang fließende, und die Ausgangsspannung integriert aufwärts, wodurch sich auch der über den Widerstand 38 zum negativen Eingang des Verstärkers 39 fließende Strom verstärkt. Das Fehlerspannungssignal am Ausgang des Verstärkers 39 fällt daher auf einen neuen Bezugspegel ab und bewirkt, daß sich das Tastverhältnis verkleinert und auch der Kühlmitteldurchsatz verringert, so daß der klimatisierte Raum nicht kälter wird als der Sollwert.

Jetzt ist ein stabiler Zustand erreicht, und der Regler ausgeglichen. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 32 ist von Null an aufwärts auf einen konstanten positiven Pegel integriert, wo sie solange bleibt, wie die Raumisttemperatur der Raumsolltemperatur gleicht. Da jetzt der Kühlmitteldurchsatz geringer ist als der während der "Kaltstartperiode" herrschende Durchsatz steigt die Verdampferaustrittstemperatur an und der Sollwert verschiebt sich auf der Abszisse in Figur 2 nach rechts. Für Erläuterungszwecke sei angenommen, daß die neue Solltemperatur mit der durch die gestrichelte Linie 84 angezeigten Temperatur

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identisch ist. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 32 stellt somit die Verdampfer-Kühlmittelsollaustrittstemperatur dar, die auf die minimale Verdampfersolltemperatur bezogen ist, da die Verdampferaustrittsisttemperatur eine Funktion der Amplitude der am Verstärker 32 anliegenden Ausgangsspannung ist. Somit kann das Ausgangssignal des Verstärkers 32 als Temperatursollwertsignal bezeichnet werden.

Der neue Sollwert (gestrichelte Linie 84) paßt sich den Wärmebelastungsforderungen an, und der Regler stabilisiert sich um diesen Sollwert, um automatisch einen klimatisierten Raum auf der Solltemperatur zu halten, während gleichzeitig der Kühlmitteldurchsatz nur so hoch wie unbedingt erforderlich gehalten wird, um die Wärmebelastung zu neutralisieren. Daher wird Energie gespart und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs so gering wie möglich gehalten, was dem Betrieb der Klimatisierungsanlage zuzuschreiben ist. Solange die Wärmebelastung konstant ist und der Thermostat auf der gleichen Einstellung verbleibt, bleibt die Ausgangsspannung des Verstärkers 32 konstant, und das Fehlersignal auf demselben Bezugspegel. Wenn ein Faktor diesen stabilen Zustand zu stören oder aus dem Gleichgewicht zu bringen droht, stellt sich der Regler von selbst ein, um diesen Zustand aufrechtzuerhalten.

Ergibt sich nun eine Erhöhung der Wärmebelastung (angenommen, die Außentemperatur steige an) und der Raum wird wärmer als gewünscht, dann fällt die Ausgangsspannung des Verstärkers 32 langsam ab (d.h. sie integriert abwärts), und das Fehlersignal

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am Ausgang des Verstärkers 39 steigt auf einen neuen Bezugspegel an, wodurch das Tastverhältnis und damit auch der Durchsatz des Kühlmittels vergrößert werden. Dies verringert die Verdampferaustrittstemperatur, um den klimatisierten Raum auf die Solltemperatur zurückzuführen. Der Sollwert stellt sich nun links von der gestrichelten Linie 84 ein, und die positive Ausgangsspannung des Verstärkers 32 flacht bei einer neuen Amplitude ab, um den Verdampferaustritt auf dem erforderlichen Sollwert zu halten. Natürlich würde dieselbe Folge ablaufen, wenn der Fahrer den Thermostaten niedriger einstellt.

Wenn andererseits sich die Hitzebelastung verringert oder der Fahrer die Thermostateinstellung erhöht, integriert das Ausgangs-, signal des Verstärkers 32 aufwärts auf einem neuen Amplitudenpegel, und der Kühlmitteldurchsatz verringert sich, um die !

Verdampferaustrittstemperatur zu erhöhen, wodurch sich der j

i Sollwert nach rechts verschiebt, und weniger Kälte an den j

klimatisierten Raum abzugeben, wodurch der Raum wieder auf Soll- i temperatur verbleibt.

Wenn die Thermostateinstellung im stabilen Zustand nicht geändert wird und die Wärmebelastung konstant bleibt, wobei auch das durch den Verstärker 32 erzeugte Temperatursollwertsignal konstant bleibt, bleibt auch die Verdampferaustrittstemperatur fest auf dem Sollwert. Dies wird im Regler dadurch erreicht, daß der Kühlmitteldurchsatz geregelt wird, so daß der Sollwert stets festbleibt, wenn die vom Verstärker 32 eingehenden Daten konstant bleiben. Wenn beispielsweise die Verdampferaustritts-

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temperatur anzusteigen bestrebt ist, nimmt der über den Widerstand 43 zum negativen Eingang des Verstärkers 39 fließende Strom ab, und das Ausgangssignal dieses Verstärkers erhöht sich, um den Kühlmittelstrom zu verstärken und die Verdampferaustrittstemperatur auf dem Sollwert zu halten. Auch wenn die Verdampferaustrittstemperatur zu kalt werden sollte, fällt das Ausgangssignal des Verstärkers 39 ab, um den Strömungsmittelfluß zu verringern, so daß die Verdampferaustrittstemperatur auf dem Pegel der Solltemperatur bleibt. Wenn somit die durch den Verdampfer zu erfüllenden Wärmebelastungsforderungen im wesentlichen konstant sind, hält der Regler automatisch sowohl die Verdampferaustrittstemperatur als auch die Raumtemperatur auf konstanten Sollpegeln,

nur
wobei der Kühlmitteldurchsatz/so hoch als nötig ist, um diese

konstanten Temperaturen beizubehalten.

Da natürlich der Verdichter 10 meist vom Fahrzeugmotor gedreht wird, ist die Tourenzahl des Verdichters eine Funktion der Motorendrehzahl, und der Kühlmitteldurchsatz ändert sich mit den Drehzahländerungen des Motors. Der Regler kompensiert jedoch automatisch jede Drehzahländerung. Wenn beispielsweise der Kühlungsmittelstrom bestrebt ist, sich zu vermehren, fällt die Verdampferaustrittstemperatur ab, und dies löst das Fehlersignal am Ausgang des Verstärkers 39 aus, um abzufallen, mit dem Ergebnis, daß das Tastverhältnis sich um die Größe vermindert, die erforderlich ist, den Durchsatz auf einen Pegel herabzusetzen, bei welcher die Raumtemperatur auf dem Soliwert gehalten wird. Umgekehrt wird das Magnetdehnungsventil 13 automatisch bei einer Verringerung der Motorendrehzahl gesteuert, um den

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Kühlmittelstrom nach Bedarf zu erhöhen, damit die Raumsolltemperatur aufrechterhalten werden kann.

Unter anormalen Bedingungen, beispielsweise bei einer plötzlichen Erhöhung der Motorendrehzahl wie bei einem Herunterschalten des Motors verhindert die erfindungsgemäße Schutzschaltung im Regler, daß sich der Kühlmittelstrom so weit vermehrt, daß Naßdampf in die Ansaugleitung des Kompressors eindringen kann. Wenn der Verdichter so schnell angetrieben wird, daß die Verdampferaustrittstemperatur auf den zulässigen absoluten Minimalpegel abfällt (der sich links von der gestrichelten Linie 26 befindet), übersteigt der Eingangsstrom am positiven Eingang des Verstärkers 67 den am negativen Eingang anliegenden Strom mit dem Ergebnis, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 67 plötzlich von OV auf V+ oder +10 V springt. Die Transistoren 76 und 77 steuern sofort durch und schließen die Knotenpunkte der Widerstände 55 und 56 sowie 48 und 49 an Masse (wodurch das Fehlersignal unterdrückt und unwirksam gemacht wird), während gleichzeitig Strom an den positiven Eingang des Verstärkers 51 gelangt, um zu bewirken, daß die Ausgangsspannung aufwärts integriert und das Tastverhältnis verringert. Der Durchsatz des Kühlmittels wird so erheblich verringert, so daß kein unverdampftes Kühlmittel die Ansaugleitung erreicht. Wenn die Verdampferaustrittstemperatur den absoluten Minimalwert übersteigt, kehrt der Verstärker 67 auf seinen Normalzustand zurück (in welchem seine Ausgangsspannung Null ist) und der Normalbetrieb des Reglers wird wieder aufgenommen.

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Claims

Patentansprüche

1.)Kühlanlage, bei welcher ein Kühlmittel durch einen geschlossenen Dampfkühlkreis fließt, der in Reihe einen Verdampfer,einen! Verdichter sowie einen Kühler angeordnet hat und einen Regler ! zur Regelung der Arbeitsweise der Kühlanlage besitzt, um den
Wirkungsgrad des Verdampfers zu regeln, damit eine im wesent- ■ liehen konstante Solltemperatur in einem Raum aufrecht erhal- j

i ten werden kann, an den Kühlluft durch die Kühlanlage abgege- !

ben v/ird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (28-31)1 ein Raumtemperatursignal für die Ist-Umgebungstemperatur des ^; zu klimatisierenden Raumes erzeugt, daß eine Einrichtung (34,
35) ein Temperatur-Sollwertsignal für die Solltemperatur des
zu klimatisierenden Raumes erzeugt, ferner eine Einrichtung
(41-43) ein Signal für die Austrittstemperatur des Ver-

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ORIGINAL INSPECTED

dampfers (15) erzeugt, welcher die Ist-Temperatur des Kühlmittels am Verdampferaustritt (15) darstellt, weiter dadurch, daß ein elektromechanisches Ventil (13) in Reihe mit dem Kühlkreis zv/ischen Kühler (12) und Verdampfer (15) geschaltet ist, um den Kühlmitteldurchsatz des Kreises zu regeln sowie dadurch, daß eine Regeleinrichtung (32,37-39,44-65,21,23) in Abhängigkeit vom Raumtemperatursignal, Temperatursollwertsignal und Verdampferaustrittstemperatursignal die Beaufschlagung des elektromechanischen Ventils (13) regelt, um den Kühlmitteldurchsatz des Verdampfers (15) so zu beeinflussen, daß die Kühlmitteltemperatur am Verdampfer eingestellt wird, um den Wirkungsgrad des Verdampfers (15) nach Bedarf auf der Soll-Temperatur des zu klimatisierenden Raumes zu halten.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Ventil (13) auch als Dehnungsvorrichtung im Kühlkreis dient.

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Ventil (13) ein Magnetdehnungsventil ist, welches sowohl als Durchsatzregler als auch als Dehnungsvorrichtung dient.

4. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Ventil (13) ein durch ein impulslängenirioduliertes Signal gesteuertes Magnetventil ist, wobei das Signal durch Regeleinrichtungen (32,37-39,44-65,21,23) erzeugt wird, ferner dadurch, daß der Durchsatz des Ventils (13) durch das Tastverhältnis des Signals bestimmt wird. -3-

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5. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (18) die Saugkraft am Einlaß des Verdichters (10) ] verhältnismäßig konstant hält. !

C. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein- j richtung (18) die Leistung des Verdichters (10) regelt, um eine konstante Saugkraft air Einlaß des Verdichters (10) auf- :

recht zu erhalten.

7. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (10) einen geregelten Verdrängungskompressor umfaßt, dessen Verdrängung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Saugkraft am Verdichtereinlaß geregelt wird.

8. Regler nach Anspruch 1, bei welchem der Regler Vorrichtungen umfaßt, welche in Abhängigkeit vom Raumtemperatursignal und dem Temper atursol lv/ert signal ein Temperaturregelsignal erzeugen, welches eine Austrittssolltemperatur des Kühlmittels am Verdampfer darstellt, das auf eine vorgegebene minimale Verdampferauslaßsolltemperatur bezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler auch Vorrichtungen (39,44-47) umfaßt, welche in Abhängigkeit vom Temperaturregelsignal und dem Austrittstemperatursollsignal des Verdampfers ein Fehlersignal erzeugen, das sich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Solltemperatur und der Ist-Temperatur am Verdampferauslaß ändert, ferner dadurch, daß dae elektromechanische Ventil (13) in Abhängigkeit vom Fehlersignal beaufschlagt wird, um den Kühlmitteldurchsatz des Verdampfers (15) so zu verändern,

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um die Verdampferauslaßtemperatur auf den Sollwert einzustellen und damit den klimatisierten Raum auf Solltemperatur zu halten.

9. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (44-46) verhindern, daß die Kühlmitteltemperatur am Verdampfer—austritt unter die minimale Verdampferaustrittssolltemperatur abfällt.

10. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (44-46) ein erstes Bezugssignal für die vorgegebene minimale Verdampferaustrittssolltemperatur erzeugen, ferner dadurch, daß das erste Bezugssignal in den Zeitspannen, in welchen die Raum-Isttemperatur erheblich höher liegt als die Raum-Solltemperatur begrenzt wird, um den Kühlmitteldurchsatz durch das elektromechanische Ventil (13) auf einen Pegel zu beschränken, der dazu führt, daß die Kühlmittelaustrittstemperatur des Verdampfers nur auf das Sollminimum abfällt.

11. Regler nach Anspruch 10, dadurchgekennzeichnet, daß das Fehlersignal durch einen Differentialverstärker (39) erzeugt wird, an dessen einem Eingang das erste Bezugssignal anliegt, ferner dadurch, daß am anderen Eingang des Differentialverstärkers (39) die Summe des Solltemperatursignals und des Verdampferaustrittstemperatursignals anliegt.

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"⁵" 27B7832

12. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Sollsignal durch eine Integrationsschaltung (32,37) erzeugt wird, welche das Raumtemperatürsignal mit dem Solltemperatursignal vergleicht.

13. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des Fehlersignals (39,44-47) auch das Fehlersignal veranlaßt sich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Solltemperatur und der Isttemperatur am Verdampf erauslaß zu ändern, ferner dadurch, daß der Kühlmitteldurchsatz in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Solltemperatur und der Austritts-Isttemperatur des Verdampfers geregelt wird, um den Verdampferaustritt automatisch auf der Solltemperatur im stabilen Zustand zu halten, wenn die Wärmebelastung des Verdampfers (15) konstant bleibt.

14. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzschaltung (67-81) den Kühlmitteldurchsatz im elektromechanischen Ventil (13) herabsetzt, wenn die Kühlmitteltemperatur am Verdampfer—austritt auf einen vorgegebenen absoluten Minimalpegel abfällt.

15. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlanlage die Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug ist, daß der Verdichter (10) durch den Fahrzeugmotor angetrieben wird sowie dadurch, daß eine Schutzschaltung (67-81), die in Abhängigkeit vom Verdampferaustrittstemperatursignal arbeitet,

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verhindert, daß die Kühlmitteltemperatur am Verdampferaustritt unter einem vorgegebenen minimalen Absolutpegel abfällt der sich sonst als Ergebnis des hochtourigen Betriebes des Verdichters (10) in Zeiten einstellen würde, in welchen auch der Motor hochtourig betrieben wird.

16. Regler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (67-81) in Abhängigkeit davon, ob die Kühlmittelaustrittstemperatur des Verdampfers auf den vorgegebener absoluten Minimalpegel abfällt, das Fehlersignal unterdrückt und bewirkt, daß das elektromagnetische Ventil (13) den Kühlmitteldurchsatz soweit wie möglich herabsetzt, um zu verhindern, daß die Kühlmitteltemperatur unter diesen absoluten Minimalpegel abfällt.

17. Regler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (67-81) Vorrichtungen (71-73) umfaßt, um ein zweites Bezugssignal für den vorgegebenen absoluten Minimalpegel zu erzeugen, das mit dem Verdampferauslaßtemperatursignal in einer Vergleichsschaltung (67) verglichen wird, um ein Regelsignal zu erzeugen, welches das Fehlersignal unwirksam macht und bewirkt, daß das elektromechanische Ventil (13) den Kühlmitteldurchsatz herabsetzt.

18. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elektifo nechanische Ventil (13) ein Ein-Ausmagnetventil ist sowie dadurch, daß das Fehlersignal das Tastverhältnis eines impuls-

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längenmodulierten Signales bestimmt, das seinerseits das Magnetventil (13) beaufschlagt und schließlich dadurch, daß der Durchsatz im Magnetventil dem Tastverhältnis direkt proportional ist.

19. Regler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Feh fa: signal an einer Integrationsschaltung (51,52) anliegt, dessen Ausgangssignal einer Vergleichsschaltung (57) zuge-

ein

führt wird, an welcher auch/Dreieckssignal ansteht sowie dadurch, daß das impulslängenmodulierte Signal am Ausgang der Vergleichsschaltung (57) erzeugt wird.

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