CN114423629A - 用于空气调节的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于空气调节的方法，其中，空气的总质量流(10)被导引通过具有多个区(8a、8b)的加热器(6)，其中，总质量流(16)在穿流加热器(6)后被划分成多个部分质量流(18a、18b)，其中，分别从第n区(8a、8b)流出第n部分质量流(18a、18b)，其中，例如通过局部探测器(36a、36b)确定第n部分质量流(18a、18b)的至少一个流动参数的值，根据至少一个流动参数的值来设定相应的第n区(8a、8b)的至少一个调节变量。在此，避免了加热器(6)的至少一个区(8a、8b)过热。

Description

用于空气调节的方法

技术领域

本发明涉及一种用于空气调节的方法和空气调节设备。

背景技术

车辆可以具有供暖装置。在传统的内燃机中，将发动机的废热用来加热车辆的内部空间，在电动车辆中设置有电供暖装置。

与传统的供暖装置相比，当没有提供足够用于穿流的空气质量流时，在没有另外的措施的情况下电供暖装置可能会任意地变热。当有部分质量流从加热器旁经过时，就是这种情况。同样能想到的是，加热器的可以彼此分开控制的各个区由于乘客舱的不同区中的空气调节设定不对称而被不同程度地穿流，因此可能会被不足地穿流。

电供暖装置可能会因温度升高而导致电阻提高。由此导致了功率受限并且在发生故障时导致温度降低。附加地提供了用于紧急关断的设备，该设备在温度过高的情况下逐渐减少加热功率或完全停用供暖装置。紧急关断引起不稳定运行，从而导致内部空间中的温度波动。此外，由于高的温度梯度导致不必要的材料负荷。

文献DE 10 2010 000 990B4描述了一种用于运行空气调节系统的方法。

用于对空气升温的传热系统由DE 10 2012 108 886A1已知。

在文献EP 2 402 209A1中描述了一种用于机动车的附加电加热器。

发明内容

基于此背景，本发明的目的是有效地运行空气调节设备。

该目的通过具有独立权利要求的特征的方法和空气调节设备来解决。方法和空气调节设备的实施方式由从属权利要求和描述中得知。

根据本发明的方法被设置用于利用空气调节设备的实施方式进行空气调节，也就是说用于加热和/或冷却，其中，沿流动方向流动的空气总质量流被导引通过电加热器或电加热元件，该电加热器或电加热元件具有多个区，其中，总质量流在穿流加热器后被分成多个部分质量流，其中，由总质量流产生的第n子质量流相应从加热器的第n区流出，其中，相应的第n部分质量流在从加热器流出后和/或在穿流加热器后沿相应的流动方向流动，例如沿第n流动方向流动。在此，确定总质量流的和/或所产生的部分质量流的至少一个流动参数的值。此外，依赖于总质量流的至少一个流动参数的值和/或至少一个部分质量流的至少一个流动参数的值来设定至少一个调节变量，例如加热器的相应的第n区(从该区流出第n部分质量流和/或第n部分质量流流过该区)的加热功率。

除了加热器之外，空气调节设备还具有用于提供总质量流的鼓风机和至少一个风门/翻盖。在此，鼓风机沿流动方向布置在加热器的前面，并且至少一个风门布置在加热器的后面。

在一个设计方案中，计算和/或模拟出并因此确定第n部分质量流的至少一个流动参数的值。在此可能的是，鼓风机的至少一个运行参数(例如鼓风机的转矩和/或转速)、加热器的至少一个运行参数和/或至少一个风门的至少一个运行参数(例如相应的位置)被考虑作为输入值，并由此计算出第n部分质量流的至少一个流动参数。加热器的至少一个运行参数与被总质量流流过的相应区有关。在考虑到鼓风机的至少一个运行参数的情况下，也可以计算总质量流的至少一个流动参数，其中，总质量流的至少一个流动参数也可以被测量，并因此被探测或采集。

此外，通过模型从所有部分质量流的至少一个流动参数的相应值中计算和/或模拟出至少一个流动参数的大小，从而所有部分质量流的大小可以通过模型来计算和/或模拟。在该模型中，基于鼓风机的运行使用积分的测量参数，例如总质量流。此外，基于至少一个风门的位置来考虑和/或实施部分质量流的分离/分开。

在此，相应的第n部分质量流由初始总质量流的穿流或已经穿流过相应的第n区的相应第n份额/分量产生。沿其流动方向流动的总质量流具有在穿流加热器之前给定的至少一个流动参数的值，例如初始值。在穿流加热器后，由总质量流产生部分质量流，其中，第n部分质量流沿其相应的、例如第n流动方向流动，并具有至少一个流动参数的值，例如第n值。在此，第n部分质量流的至少一个流动参数的第n值由总质量流的至少一个流动参数的初始值或者说总质量流的在穿流加热器后相应的第n份额的初始值产生，其中，至少一个流动参数的值由于加热器的、例如加热器的相应的区的热特性而改变，其中，这些区可以具有不同的热特性。总质量流的和各个部分质量流的流动方向通常相互平行。

调节变量或运行参数例如可以是相应的第n区的温度和/或加热功率，由该温度和/热功率产生第n区的相应热特性。通常，加热器例如由于不对称的空气调节设定而具有不同的温度，并且根据限定因此是不一样热或者说暖的或不一样冷或者说凉的。通过调控，也就是说通过控制和/或调节各个区的加热功率和/或温度，可以避免空气调节设备之内的温度波动或温度梯度。

在一个设计方案中，总质量流的至少一个流动参数的值由空气调节设备的被构造为总探测器的探测器来探测或测量，该总探测器在总质量流的流动方向上布置在加热器的上游。替选或补充地，第n部分质量流的至少一个流动参数的值由作为空气调节设备的探测器的第n局部探测器进行探测或测量，该第n局部探测器在第n部分质量流的流动方向上布置在第n加热元件的下游。

可以确定、也就是说计算和/或采集并因此探测总质量流的和/或部分质量流的温度、压力或流速作为流动参数。

此外，第n部分质量流通过至少一个第n风门改向/转向，第n风门在第n部分质量流的流动方向上年布置在加热元件的第n区的下游，其中，第n风门的位置依赖于所确定的第n部分质量流的和/或总质量流的至少一个流动参数的值来调控，例如控制和/或调节，例如设定。相应的风门被构造为或被称为温度风门和/或空气风门。

该方法被设置成用于对车辆、例如车辆的内部空间进行空气调节的方法。

利用该方法的一个设计方案，可以避免加热器的至少一个区、即一个区或多个区的过热或过高温度，由此为加热器提供过热保护。因此，也可以避免下面描述的具有加热器的空气调节设备的过热。

根据本发明的空气调节设备具有控制器和带多个区的加热器，其中，加热器被构造成用于将被导引通过加热器的空气总质量流在穿流加热器后划分成多个部分质量流看，其中，第n部分质量流从加热器的第n区流出，其中，第n部分质量流由总质量流的第n份额产生，其中，总质量流的第n份额穿流第n区并作为第n部分质量流从第n区流出。控制器被构造成用于确定总质量流的和/或所产生的部分质量流的至少一个流动参数的值，并且根据总质量流的和/或至少一个部分质量流的至少一个流动参数的值来设定/调节加热器的相应第n区的至少一个调节变量，例如加热功率。为此，各个区的加热功率通过设定流过相应的区的电流和/或施加在相应的区上的电压来设定。

电空气调节设备还具有鼓风机或风扇，鼓风机或风扇被构造成用于生成空气的总质量流，并将其导引通过加热器的区。在此，鼓风机在空气调节设备内部在总质量流的流动方向上布置在加热器的上游。

此外，空气调节设备还具有至少一个风门，风门沿总质量流的流动方向布置在加热器的下游。空气调节设备还可以具有空气调节器，空气调节器沿总质量流的流动方向布置在加热器的下游。在此，风门，也就是说温度风门和/或空气风门，布置在加热器与空气调节器之间。

空气调节器包括另外的构件，例如另外的鼓风机、另外的加热器、另外的风门和导引元件，以便为不同的流出口设定部分质量流的空气分布和温度分布。通常，空气调节设备被构造成用于对车辆(例如机动车)的内部空间进行空气调节。利用空气调节器可以分别将部分质量流与方向相关地导引到分别设置的流出口，从流出口再将部分质量流导引到内部空间中。在此，利用空气调节器例如影响内部空间中的空气的温度的空间分布和/或分层，从而在内部空间的不同区域中，例如在放脚区域或头部区域中，可以为车辆的乘员分别设定为此所设置的温度。

此外，空气调节设备可选地具有至少一个探测器或传感器，例如温度计、压力测量器和/或至少一个用于测量流动空气的速度的风速计，该探测器或传感器被构造成用于探测总质量流的和/或所产生的部分质量流的至少一个流动参数的值。在鼓风机与加热器之间布置有被构造为总探测器的探测器。局部探测器作为另外的探测器沿总质量流的流动方向布置在加热器的下游且布置在空气调节器的上游。

在所提出的方法的一个实施方式中，获得或确定，也就是说计算并在必要时探测各个部分质量流，该各个部分质量流流过各个区并因此也流过电加热器的相应的局部区域并通过加热器形成对总质量流的划分。基于部分质量流的至少一个流动参数的值，通过对加热器设定调节变量而执行运行策略。此外，对具有鼓风机马达或风扇马达的鼓风机或风扇的电运行性能进行评估，由此确定流过空气调节设备或空调设施的空气的总质量流或总共的空气质量流。风扇的运行性能根据风扇的调节变量和/或根据由风扇产生的、由总探测器采集到的总质量流来调控或监测以及评估。

在设计方案中，基于空气的由总质量流产生的部分质量流对空气调节设备的风门，也就是说风门的位置，和空气调节器以及流出口中的另外的调节变量进行调控和/或监测。在此，初始的空气总质量流例如通过电加热器的两个区例如可以被划分或分离成两个部分质量流，即由总质量流的第一份额产生的第一部分质量流以及由总质量流的第二份额产生的第二部分质量流，其中，部分质量流例如也可以被构造和/或称为旁路质量流。在此可能的是，通过模型计算出两个部分质量流的大小。依赖于至少一个部分质量流、通常是所有部分质量流，来调控并因此控制和/或调节电加热器的加热功率，其中，此外还可以避免空气调节设备的过热。

此外可能的是，通过监测针对加热器的不同区或空气调节区的风门，并且通过监测流出口和空气调节器中的另外的调节变量，可以将空气总质量流分成不同的部分质量流，这些部分质量流从不同的区流出和/或流动穿过电加热器的不同区。在此，可以通过模型来计算所有部分质量流的相应的大小。依赖于至少一个部分质量流、通常是所有部分质量流，来调控加热器的加热功率，其中可能的是，彼此无关地调控各个区的调节变量、例如加热功率，并且避免空气调节设备过热。

替选或补充地，通过具有不同区的加热器将总质量流分离成不同的部分质量流，其中，对各个区进行调控并因此进行控制和/或调节。在此，至少一个区可以被构造和/或称为旁路。

通过该方法的这种设计方案可能的是，避免空气调节设备的热过载，并使空气调节设备能够实现连续的调节运行，从而可以取消否则将是必要的紧急关断。

在该方法的一个设计方案中，使用被构造为鼓风机模型的模型，利用该模型在借助将电功率和/或转速作为鼓风机、例如鼓风机马达的调节变量的情况下计算作为空气的体积流量的总质量流，其中，该总质量流基于在设计方案中包括和/或描述了区的网络模型被分离成各个空气部分质量流。在此也可能的是，在软件控制下或通过由空气调节设备的控制器实施的软件功能，对作为各个区或整个加热器的调节变量的电功率进行限制，其中，限定并进而不能超过加热器的最大允许温度。

本发明的另外的优点和设计方案从说明书和附图得出。

应理解，上面提到的特征和下面要解释的特征不仅能以分别说明的组合使用，还能以其他组合方式或者单独使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

基于附图中的实施方式示意性示出本发明，并参照附图示意性且详细地描述本发明。其中：

图1示出根据本发明的空气调节设备的实施方式的示意图。

具体实施方式

基于图1示意性地示出的空气调节设备2的实施方式包括鼓风机4、具有第一区8a和第二区8b的电加热器6、第一风门10a、第二风门10b、空气调节器12、第一流出口14a和第二流出口14b。

该空气调节设备2布置在壳体中，该壳体在此被壁30界定，在壁中提供两个流出口14a、14b作为空气调节设备2和/或壁30的通向环境32的开口，该环境32由空气调节设备2进行空气调节，也就是说进行加热和/或冷却。在可行的设计方案中，空气调节设备2被设置用于车辆，尤其是用于车辆的内部空间，并被构造成用于对作为环境32的内部空间进行空气调节。

在空气调节设备2的运行期间，由鼓风机4产生空气的总质量流16，该总质量流指向电加热器6并流过该电加热器。在此设置成，总质量流16被加热器6在此分成两个部分质量流18a、18b，在另一设计方案中还可以分成两个以上的部分质量流。在此，第一部分质量流18a由总质量流16的流过第一区8a的第一份额产生。第二部分质量流18b由总质量流16的流过第二区8b的第二份额产生。

此外，空气调节设备2包括被构造为总探测器34的探测器，该探测器布置在鼓风机4与加热器6之间并被构造成用于采集并因此探测总质量流16的至少一个流动参数的值，例如总质量流的温度。

此外，空气调节设备2包括第一局部探测器36a和第二局部探测器36b作为另外的探测器，其中，第一局部探测器36a在此沿总质量流16或第一部分质量流18a的流动方向布置在第一区8a的下游且布置在空气调节器12的上游。第二局部探测器36b沿总质量流16或第二部分质量流18b的流动方向布置在加热器6的第二区8b的下游且布置在空气调节器12的上游。在此，相应的局部探测器36a、36b被构造成用于采集并因此探测从加热器6的各个区8a、8b流出的相应的部分质量流18a、18b的至少一个流动参数的值。此外，设备2具有控制器38，控制器被构造成用于依赖于至少一个探测到的质量流地、也就是说依赖于至少一个质量流——也就是说部分质量流18a、18b和必要时的总质量流16——的至少一个流动参数的值来调控并因此控制和/或调节空气调节设备2的运行。

为了调控空气调节设备，设定加热器的至少一个区8a、8b的调节变量，例如加热功率或温度，和/或设定至少一个风门10a、10b的调节变量，例如相应的风门10a、10b在相应的部分质量流18a、18b内的位置。相应的风门10a、10b在此被构造或称为温度风门和/或空气风门。

根据沿总质量流16的流动方向在第一区8a下游连接的的第一风门10a的位置，第一部分质量流18a沿流动方向朝空气调节器12转向。相应地，第二部分质量流18b根据沿总质量流16的方向布置在第二区8b下游的第二风门10b的位置沿流动方向朝空气调节器12导引。在此通过箭头22a、22b指明了相应的风门10a、10b在两个位置之间的可能的运动。此外，第一质量流18a流过空气调节器12，并作为被空气调节器12调节的部分质量流20a通过第一流出口14a导引到车辆的内部空间中。第二空气部分质量流18b也流过空气调节器12，并之后作为被空气调节器12空气调节的部分质量流20b通过第二流出口14b被导引到车辆的内部空间中。

在此，在设计方案中设置的是，第二区8b具有的温度高于第一区8a，其中，第一区8a也可以被称为旁通区。相应地，第二部分质量流18b具有的温度高于第一部分质量流18a。在根据本发明的方法的一个实施方式范围内，第二部分质量流18b通过也可以被称为热区的第二区8b来导引。

如果总质量流16的流过第二区8b并且由此产生第二部分质量流18b的份额太小的话，则在第二区8b中可能出现过热或过高的温度。

由于两个部分质量流18a、18b的温度不同，则被部分质量流18a、18b流过的空气调节器12具有不均匀的温度分布，从而所产生的部分质量流20a、20b也具有不同的温度。

在空气调节设备2的实施方式中设置成，在控制器38中存储有模型，利用该模型由部分质量流18a、18b的至少一个流动参数的值单独或组合方式计算部分质量流18a、18b的大小，也就是说，部分质量流18a、18b的至少一个流动参数的大小，其中，考虑到相应的部分质量流18a、18b的至少一个流动参数的相应值。如果在此得到第二部分质量流18b的温度过高，则减少加热器6的第二区8b的加热功率。

附图标记列表：

2 空气调节设备

4 鼓风机

6 加热器

8a、8b 区

10a、10b 风门

12 空气调节器

14a、14b 流出口

16 总质量流

18a、18b 部分质量流

20a、20b 部分质量流

22a、22b 箭头

30 壁

32 环境

34 总探测器

36a、36b 局部探测器

38 控制器

Claims (11)

1.一种用于空气调节的方法，其中，空气的总质量流(16)被导引通过具有多个区(8a、8b)的加热器(6)，其中，总质量流(16)在穿流加热器(6)后被划分成多个部分质量流(18a、18b)，其中，分别从第n区(8a、8b)流出第n部分质量流(18a、18b)，其中，确定第n部分质量流(18a、18b)的至少一个流动参数的值，其中，根据所述至少一个流动参数的值来调节相应的第n区(8a、8b)的至少一个调节变量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算和/或模拟出并因此确定第n部分质量流(18a、18b)的至少一个流动参数的值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过模型从所有部分质量流(18a、18b)的至少一个流动参数的值计算至少一个流动参数的大小。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由总探测器(34)探测并因此确定总质量流(16)的至少一个流动参数的值，所述总探测器沿总质量流(16)的流动方向布置在加热器(6)的上游，和/或，由第n局部探测器(36a、36b)探测并因此确定第n部分质量流(16a、16b)的至少一个流动参数的值，所述第n局部探测器沿第n部分质量流(16a、16b)的流动方向布置在第n区(8a、8b)的下游。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第n部分质量流(18a、18b)通过至少一个第n风门(10a、10b)改向，所述第n风门沿第n部分质量流(18a、18b)的流动方向布置在加热器(6)的第n区(8a、8b)的下游，其中，调节第n风门(10a、10b)的位置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法用于对车辆的内部空间进行空气调节。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，避免加热器(6)的至少一个区(8a、8b)过热。

8.一种空气调节设备，所述空气调节设备具有控制器(38)和带多个区(8a、8b)的加热器(6)，其中，加热器(6)被构造成用于将被导引通过加热器(6)的空气的总质量流(16)在穿流加热器(6)后划分成多个部分质量流(18a、18b)，其中，分别从第n区(8a、8b)产生第n部分质量流(18a、18b)，其中，控制器(38)被构造成用于确定第n部分质量流(18a、18b)的至少一个流动参数的值，根据至少一个流动参数的值来调节相应的第n区(8a、8b)的至少一个调节变量。

9.根据权利要求8所述的空气调节设备，所述空气调节设备具有鼓风机(4)，所述鼓风机被构造成用于生成空气的总质量流(16)，并将其导引通过加热器(6)的各个区(18a、18b)。

10.根据权利要求8或9所述的空气调节设备，所述空气调节设备具有至少一个风门(10a、10b)，所述风门沿总质量流(16)的流动方向布置在加热器(6)的下游。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的空气调节设备，所述空气调节设备具有空气调节器(12)，所述空气调节器沿总质量流(16)的流动方向布置在加热器(6)的下游。

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