CN102079229A - 用于汽车的空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的空调装置，包括控制装置(34)和至少一个与至少一种布置在所述汽车(10)的乘客舱(12)内部的储热介质耦合的加热装置和/或冷却装置，其中，所述加热装置和/或所述冷却装置能够与汽车驱动装置的工作状态无关地被激活并且所述控制装置(34)设计用于至少在考虑所述室外温度的情况下调节所述加热装置和/或冷却装置。

Description

用于汽车的空调装置
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的空调装置，尤其是一种用于对汽车室内进行初步空调的装置，其可独立于汽车驱动装置的工作状态被激活。此外，本发明涉及一种调节汽车-乘客室的室内温度的方法。
背景技术
在现有技术中已知多种用于对汽车，尤其是轿车客舱内室进行初步空调的装置。它们大多设计为停车采暖装置并且例如可以借助遥控装置或定时器在汽车开始运转之前就用来加热汽车内室并且必要时用来预热汽车驱动装置。
然而，在此已证实不利的是，需要用电池给停车采暖装置供能。对于这种应用情形，由于汽车电池尺寸必须设计得足够大，由此加大了电池对空间的需求并且增加了汽车的重量。这对电动汽车或混合动力汽车是尤其不利的，因为那些电动模式的汽车由于仅有限地可供使用的电能储存的可能性，本来就具有有限的行程距离。因此在这种汽车中采用电池供能的停车采暖装置会造成行程距离方面的负担。
此外，从DE 10227131A1中已知一种在汽车座椅元件的软垫中安装的、具有一些冷却水通道的潜热储存器。在此，在汽车的软垫中集成至少一个充满可降温的液体的弹性热垫，该可降温的液体可以放热地结晶。热垫在此视聚集状态而定来影响软垫的硬度。
发明内容
与此相对，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于汽车内室的空调装置，其可以与汽车驱动装置的工作状态无关地并且尽可能不需要汽车电池地被驱动。此外，本发明的目的是，提供一种自动化程度尽可能大的和自动工作的空调装置，该空调装置在汽车开始运转之前在需要尽可能少的汽车内部能源的情况下创造出一个期望的和最佳的车内气候。
该技术问题通过一种用于机动车，尤其是轿车的空调装置来解决，该空调装置包括控制装置和至少一个与至少一种布置在所述汽车的乘客舱内部的储热介质耦合的加热装置和/或冷却装置。其中，加热装置和/或所述冷却能够装置与汽车驱动装置的工作状态无关地被激活，并且控制装置设计用于至少在考虑室外温度的情况下调节所述加热装置和/或冷却装置，因此，乘客在开始行驶时已发现在乘客舱中有一个期望的和适宜的车内气候。
此外，空调装置的控制装置设计用来在至少考虑到室外温度的情况下调节加热装置和/或冷却装置。以这种方式和方法可以为汽车乘客室提供一种在很大程度上自动调节的、特别是自激活的空调装置。
与所测得的或传感器检测的室外温度有关，控制装置尤其也在汽车发动机已关闭时设计用于提供并且创造一种预先给定的车内气候。视季节和汽车的停车位置而定，控制装置将汽车室内的额定温度和实际温度与居于支配地位的室外温度进行比较，并且相应地加热或主动地冷却乘客舱。
在此，可以从实际温度和额定温度的预先给定的偏差开始并且考虑居于支配地位的室外温度来激活控制装置或加热装置和/或冷却装置。
按本发明的第一种有利的设计方案规定，控制装置设计用于在进一步考虑到阳光照射的情况下调节加热装置和/或冷却装置。为此，给控制装置至少提供室外温度传感器和/或室内温度传感器的信号。额外地，控制装置可以与光传感器或紫外线传感器耦连，以便测量太阳照射度并因此使用该照射度来调节加热装置和/或冷却装置。
按本发明的另一种有利的设计方案规定，加热装置和/或冷却装置仅在汽车与外部能源耦连时可被操作或激活。以这种方式和方法，可以确保不使用车内能源来进行停车加热或停车空调。
亦即，仅通过外部能量的供给来进行对汽车乘客舱的按本发明的停车加热或停车空调，因此汽车内部的能量储存器至少对于停车加热装置或停车空气调节装置来说很大程度上并未被动用。
这尤其在电动车和混合动力车中证实有如下优点，即，按本发明的停车加热装置或停车空调装置的运行不会对汽车行程距离产生不利的影响。
此外，按本发明的另一种有利的设计方案规定，控制装置设计成基于汽车与外部能源的分离而去激活加热装置或冷却装置。若加热装置和/或冷却装置处于加热或冷却乘客舱的阶段，并且例如在汽车启动前断开一个设置用于运行加热装置和/或冷却装置的外部电能的能量供给，上述措施就直接导致加热装置和/或冷却装置的去激活，以保护汽车电池。
按本发明的另一种优选的设计方案规定，储热介质集成到乘客舱存在的室内部件中。储存介质在此例如可以设计为潜热储存器，并且为了储存热能进行相位过渡或其聚集态的改变。储热介质例如很可能是常见的潜热储存材料，如醋酸钠-三水化物定影盐(硫代硫酸钠)、芒硝(硫酸钠)以及带有添加物硝酸锂的硝酸镁-六水化物。各储热介质要么直接与加热装置和/或冷却装置接触地布置，要么与其通过载热体间接地热耦合。
通过将储热介质设置在汽车内室中，一方面直接在乘客舱中已在车开动之前就储存了较大的能量，其随着汽车开始运转可以连续地要么以寒冷的形式要么以温暖的形式输出。
此外，在此按进一步方案规定，储热介质分成多个储存模块或设置多个空间上分开布置的、充满储热介质的储存模块。各储存模块在此可以集成在各种不同的乘客舱室内部件中，例如在汽车座、汽车座椅垫、座椅靠背、头枕、扶手、侧面内衬、车顶、方向盘、仪表板、A、B和C柱内衬和放脚空间衬层中。
视所选的各储存模块具体几何形状的设计方案和其在汽车室内部件上或中的布置而定，各储存模块一方面分别局部地与加热元件和/或冷却元件耦连，例如与可电操控的珀耳帖(Peltier)元件耦连。另一方面或可选择地为此各储存模块与加热剂回路或冷却剂回路热耦连，以便例如由唯一一个中央加热装置和/或冷却装置将加热剂或冷却剂带到期望的温度水平，以便随后将加热剂或冷却剂输送给各储热模块。
此外可以规定，各储存模块设计成能够彼此独立地加热和/或冷却。在乘客舱内布置在不同位置的储热模块可以以这种方式彼此独立地使用，并且用于在乘客舱内产生局部的和彼此分离的空调区。
同样也可以按受控制的方式和方法对储热模块进行“卸载”，因此，按乘客需求而定，要么伴随短时间较高的加热功率或冷却功率较快地卸载，要么在很大程度上持久和连续地将热能输出到乘客舱处。
除了所述的空调装置外，本发明还设计一种配设有按本发明的空调装置的汽车。
除了所述的空调装置外本发明还涉及一种调节汽车乘客舱室内温度的方法，其中，该方法按下列步骤进行。首先检查汽车是否连接到外部能源上，例如连接到电能供给装置上。在这种情况下，首先例如借助各自配设的传感器装置确定室外温度和室内温度，并且相互比较。当室外温度和室内温度之间的偏差超过一个预先给定的、可以与各温度水平有关地选择的限值时，加热装置和/或冷却装置通过空调装置的控制装置被激活。
所述加热装置和/或冷却装置由配属的控制装置驱动，直到额定温度和实际温度的偏差降低到给定的阈值以下。额定温度可以在此要么由使用者设定，要么也由控制装置依据居于支配地位的室外温度、季节以及阳光照射自行选择。
激活加热装置和/或冷却装置，以便尤其用于加热和/或冷却至少一种布置在乘客舱内部的储热介质，尤其是潜热储存器。虽然潜热储存器具有一个较高的热能储存能力，但是本发明不仅局限于作为储存介质的潜热储存器上。可以使用各种储热介质，例如水或具有较高热容量的类似液体和固体。因此，原则上也可以考虑石蜡、尤其是硬质石蜡作为本发明的储热介质。
此外，按本发明的方法的特征在于，随着汽车与外部能源，尤其是电源去耦，去激活加热装置和/或冷却装置。与之相应地，按本发明的另一种设计方案还规定，随着汽车与外部能源耦连，自行激活加热装置和/或冷却装置。
之后，在尽可能考虑到车内的储能器的情况下，将乘客舱或汽车内室带到一个预先给定的温度水平，其中，分别在考虑到居于支配地位的室外温度时调节加热或冷却功率。
此外，按本发明的另一种有利的设计方案规定，储热介质在汽车运行时借助控制装置可控地输出所储存的热能。在乘客舱内部储存的热能可以以这种方式和方法用于促进汽车的加热和/或有益于汽车空调装置。
在整个文本中记载的和在图中所示的特征既以单独的状态也以彼此组合的状态形成本发明的主题。
附图说明
以下根据下列实施形式的说明并且参照附图进一步阐述本发明的其它目的、优点和有利的应用可能。在附图中：
图1简略示出带有加黑的室内部件的汽车。
具体实施方式
图1简略示出带有强调的室内部件，例如汽车座18、座椅靠背20、头枕30、仅概略示出的车门内衬24、车顶26、A柱内衬28和放脚空间衬层22的汽车10。除此外还表示出仪表板14和方向盘16。
此外，汽车10或按本发明的空调装置具有控制装置32，其根据汽车与外部能源36的耦连来激活一个或多个在图中未进一步示出的加热元件和/或冷却元件，以加热或冷却乘客舱。加热和/或冷却元件在此优选与至少一种在前述的室内部件14、16、18、20、22、24、26、28、30上或中的储热介质组合布置，以用于调节这些部件的温度。
作为备选，可以规定给至少几个所述的部件配设储热介质，其优选集成到所述部件中。该储热介质可以在此设计为潜热储存介质，其在自身的聚集态变化的情况下持续地储存所供应的热能并且在需要时又可以可逆地释放出这些能量。
在此尤其可以考虑，给至少几个汽车室内部件配备储热模块，其单独地和/或单个地与加热元件或冷却元件热耦合。除此外，也可以考虑，至少几个或整个储热模块也与一个加热回路或冷却回路耦连，该加热或冷却回路借助循环的加热剂或冷却剂将由中央加热装置和/或冷却装置提供的热能输送给各储热模块。
此外，用于驱动加热装置和/或冷却装置的控制装置32与至少一个传感器装置34耦连，该传感器装置提供与室外温度和/或太阳照射相关的信息。因此，根据使用者预先给出的额定温度，控制装置32可以自动地激活集成在室内部件14、16、18、20、22、24、26、28、30中的储热模块的加热或冷却。
优选只在汽车10与外部能源，例如电源36连接之后驱动加热装置和/或冷却装置。以这种方式和方法可以对汽车乘客舱12进行期望的初步空调，而这一点不会加大车内能量储存器的负担。
所以尤其规定，随着汽车10与外部能量供给装置36断开连接，立即去激活加热装置和/或冷却装置，以便尤其在电动或混合动力驱动时可以尽可能充分地给相应的驱动单元提供汽车10的能量储备。
在这种背景下，在乘客舱12内的热能的储备也已被证实是有利的，即，热能直接储存在不久就也需要它们的区域中。因此，可以减少由输送条件决定的、可能的热能损失。
储热介质例如也可以在汽车座18、20、30的内部为使用者提供一个即时的热辐射或冷辐射效应。
在此尤其可以考虑，例如在靠背20或座椅面18中并排和/或相叠地布置多个单独的储存模块。在汽车停止时进行按本发明的初步空调的过程中，视居于支配地位的室外温度而定将储存模块加热或冷却到一个预先给定的或由使用者个人期望的温度水平。
此外，在为初步空调设置的控制装置例如与汽车加热装置或汽车空调设备耦连之后，使用者可以在汽车运转之后单独地调节储存模块时间上的输出特性或卸载特性。
视使用者的需求而定，储存在储热模块中的热量要么在较短的时间范围内产生较高的发热功率或冷却功率的情况下，要么在在较长的时间范围内输出较低的发热功率或冷却功率的情况下，可以连续地输出到汽车乘客舱12上或直接输出到汽车乘客身体的各部分上。
附图标记清单
10  汽车
12  乘客舱
14  仪表板
16  方向盘
18  座椅
20  靠背
22  放脚空间衬层
24  车门内衬
26  车顶
28  A柱内衬
30  头枕
32  控制单元
34  传感器装置
36  外部供电装置

Claims (13)

1.一种用于汽车的空调装置，包括控制装置(34)和至少一个与至少一种布置在所述汽车(10)的乘客舱(12)内部的储热介质耦合的加热装置和/或冷却装置，其中，所述加热装置和/或冷却装置能够与汽车驱动装置的工作状态无关地被激活，并且所述控制装置(34)设计用于至少在考虑室外温度的情况下调节所述加热装置和/或冷却装置。
2.如权利要求1所述的空调装置，其特征在于，所述控制装置(34)设计用于在进一步考虑阳光照射的情况下调节所述加热装置和/或冷却装置。
3.如权利要求1或2所述的空调装置，其特征在于，给所述控制装置(34)至少提供室外温度传感器和/或室内温度传感器(34)的信号。
4.如前述权利要求中任一项所述的空调装置，其特征在于，所述加热装置和/或冷却装置仅在所述汽车(10)与一外部能源(36)耦连时可被操作。
5.如前述权利要求中任一项所述的空调装置，其特征在于，所述控制装置设计成对于所述汽车(10)与外部能源(36)的分离如此反应，即，去激活所述加热装置或冷却装置。
6.如前述权利要求中任一项所述的空调装置，其特征在于，所述储热介质集成到所述乘客舱(12)的各室内部件(14、16、18、20、22、24、26、28、30)中。
7.如权利要求6所述的空调装置，其特征在于，多个配设有所述储热介质的储存模块布置在汽车座(18)、座椅靠背(20)、头枕(30)、扶手、侧面内衬(24)、车顶(26)、方向盘(16)、仪表板(14)、A、B和C柱内衬(28)和放脚空间衬层(22)中。
8.如权利要求7所述的空调装置，其特征在于，所述各储存模块能够彼此独立地被加热和/或冷却。
9.一种带有如前述权利要求中任一项所述的空调装置的汽车。
10.一种用于调节汽车乘客舱(12)室内温度的方法，其特征在于，具有如下步骤：
-检查汽车是否连接到外部能源(36)上，
-确定并比较室外温度和室内温度，
-根据所述室外温度和/或室内温度激活加热装置和/或冷却装置，用于加热和/或冷却至少一种布置在所述乘客舱(12)内部的储热介质。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，随着所述汽车(10)与所述外部能源(36)去耦，去激活所述加热装置和/或冷却装置。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，随着所述汽车(10)与一外部能源(36)耦连，自行激活所述加热装置和/或冷却装置。
13.如权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，所述储热介质在所述汽车(10)运行时借助一控制装置(34)可控地输出所储存的热能。
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