CN1824527A - 空调单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空调设备(1),尤其是用于车辆的平状设计的模块化单区域或多区域空调单元,其包括:具有构造长度y、构造高度z和构造宽度x的基本上盒形外壳(2)、数个布置在外壳(2)的空气进口(3)和空气出口(4)之间的空调装置,以及数个空气导向和空气分配设备(8)。至少提供了热交换器和风扇(7)做为空调装置。根据本发明,空调装置在外壳(2)的纵轴y(10.1)方向上线性地顺序布置。热交换器相对于外壳(2)的纵轴y(10.1)倾斜a角度和/或相对于外壳(2)的横轴x(10.2)倾斜b角度,以使得y>x>z。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调设备,尤其是如权利要求1的前序部分所述用于车辆的呈平状设计的模块化空调单元。
背景技术
在设计车辆时,限定车辆主体的形状和尺寸,这也就确定了要安装的每个车辆系统和部件可用的最大安装空间。这种与设计和空气动力学开发平行发生的限定处理的结果通常称之为总体设计。空调设备(尤其是空调单元)的总体设计需要很多开发工作,因为这种设备的外壳需要很大的空间。
首先,这种开发集中于改变空调设备的几何形状,即通常使之更小,其次,是将空调设备置于车辆中不打扰车辆乘客的地方。于是,空调设备被放置在例如仪表盘和/或前部隔板的区域中以使驾驶员和前面座位上的乘客有尽可能多的脚下空间。
然而,实际上,目前使用的空调设备已经显示了仍然在纵向车辆方向上需要更多不希望的安装空间,尽管优化了总体设计和改变了几何形状。
从现有技术中,已知其中公开了一种空调构造单元的DE 100 42683 A1。这种空调构造单元具有主要在第一主延伸平面上延伸的第一平状外壳部件,从而所述第一平状外壳部件包括风扇和至少一个其中布置有蒸发器部件的直接在下游的通流动道区段。而且,设置有主要在第二主延伸平面上延伸的第二平状外壳部件,其包括布置在第一流动通道区段下游处的流动通道区段,并且该流动通道区段中布置有加热部件以及一个或多个下游空气出口。这个发明的特点在于第二平状外壳部件连接到第一平状外壳部件,并且在两个主延伸平面之间形成大于0°且小于180°的角度。
DE 101 61 254 A1中描述了另一种用于车辆的空调单元。这里,这种空调单元包括具有压缩器驱动器的压缩器、内部热交换器、扩展元件、外部热交换器以及内部热交换器(如果采用的话)。这个发明的特点在于空调单元作为独立的平状模块构建,其计划在冷却模式下进行冷却以及在热泵模式下进行加热。压缩机是高能小体积的二氧化碳压缩机。压缩机驱动器集成入模块,其仅仅具有一种能量形式的动力供应。
发明内容
本发明的目的是建议一种空调设备,尤其是用于车辆的平状设计的模块化单区域或多区域空调单元,其包括具有构造长度y、构造高度z和构造宽度x的基本上盒形外壳。在外壳的空气进口和空气出口之间布置有空调装置以及数个空气导向和分配设备。至少设置了热交换器和风扇作为空调装置。根据本发明,空气进口和空气出口之间的空调装置在外壳的纵轴y方向上线性地顺序布置。热交换器相对于外壳的纵轴y倾斜a角度和/或相对于外壳的横轴x倾斜b角度,并且y>x>z。
虽然根据现有技术的空调设备的外壳非常节省空间,但是,根据本发明的空调装置在外壳中布置使得能显著地减少空调设备在车辆中所需的安装空间。
热交换器相对于空调设备外壳的纵轴y和/或横轴x和/或高度轴z是倾斜的,以使得外壳的构造高度总是小于外壳的构造宽度。
空调设备的外壳被构造为在其内轮廓或其外轮廓处具有如此的形状,即使得能将几乎可自由定位的热交换器固定。还能使用比如阻挡器、凹陷或定位标记等固定设备,辅助外壳的形状能够将热交换器精确地定位在外壳所包围的空间内。
根据本发明,不仅加热热交换器可以设置为热交换器,而且也可以使用蒸发器或电加热器来作为热交换器。
原则上,本发明包括所有用于分别结合到外部和内部处理系统以及内部热交换器的所有热交换器。如果蒸发器和加热热交换器都位于空调设备中,空调设备就满足了空调单元的功能。除了热交换器之外,空气过滤器也视为空调装置。
在本发明的优选实施例中,构造为加热热交换器的热交换器在空调设备的外壳中以如此的方式倾斜:即使得加热热交换器的流道断面相对于x、z平面形成a’角度,并且0°<a’≤90°,以使得y>x>z。这意味着在外壳的纵向截面上看,热交换器能采取从水平到垂直的任何位置。
在蒸发器应当设置为另外的空调装置时,蒸发器以与加热热交换器相同的方式相对于外壳的纵轴y倾斜a”角度和/或相对于外壳的横轴x倾斜b”角度,以使得y>x>z。在本发明的优选实施例中,蒸发器是倾斜的以使得蒸发器的流道断面相对于x、z平面形成a”角度,并且0°<a”≤90°,以使得y>x>z。
为了本发明的目的,角度a表示蒸发器和加热热交换器能在空气进口和空气出口方向的轴线上倾斜。为了更清楚,加热热交换器的倾斜角度定义为a’,蒸发器的倾斜角度定位为a”。
如果蒸发器和加热热交换器还在第二轴线上倾斜,蒸发器和加热热交换器倾斜b角度。为了更清楚,加热热交换器的倾斜角度定义为b’,蒸发器的倾斜角度定位为b”。
从设计的角度看,已经显示特别有利的是,加热热交换器的流道断面和蒸发器的流道断面每个都相对于x、y平面形成a角度,并且45°<a≤90°。在本发明的另一实施例中,加热热交换器的倾斜角度和蒸发器的倾斜角度相等。在此情况下,倾斜角度可以是例如60°,由此蒸发器和加热热交换器在相同的方向上倾斜。
因为通过蒸发器和加热热交换器根据本发明的倾斜布置能减少空调设备外壳的构造高度,空调设备就能布置在下述安装位置处:
-驾驶室的模块载体或横梁和仪表盘的表面之间;
-车厢和机车间之间的前部隔板处;
-车厢地板之上或之下;以及
-车顶衬中。
无需赘言,对于本领域的任何熟练技术人员来说,空调设备的安装位置相当于上述安装位置。这意味着,如果例如车顶衬选择为空调设备的安装位置,那么空调设备的y轴就等同于车辆的纵向轴线,并且空调设备的x轴等同于车辆的横向轴线。如果空调设备定位在驾驶室的模块载体或横梁和仪表盘的表面之间,那么空调设备的y轴就等同于车辆的横向轴线,并且空调设备的z轴等同于车辆的纵向轴线。如果空调设备定位在车厢地板之上,那么空调设备的x轴就等同于车辆的横向轴线,并且空调设备的y轴等同于车辆的纵向轴线。
布置在空调设备外壳中的每个空调装置不仅可以相对于外壳的至少一个轴线倾斜,而且也可以构成不同的布置。原则上,蒸发器布置在加热热交换器的上游,而空调设备的风扇能布置在蒸发器的上游或下游。
这样就使得本发明的优点特别清楚。根据车辆类型,除了外壳的平状构造之外,空调设备的各个空调装置也能构造为不同的布置以使得它们易于连接到存在于车辆中的介质管线。
空调设备中空调装置的倾斜布置导致气流的多曲线路径,或者在最简单的情况下,至少是S形路径。为了仍然保证要被调节到加热热交换器和蒸发器的流道断面中的空气的垂直进入,除了外壳的流线型设计之外,在加热热交换器和蒸发器的上游设置有空气导向和空气分配设备。空气向流道断面的垂直进入是特别重要的以避免加热热交换器或蒸发器下游中温度的不希望分布。
与现有技术相比,本发明的显著优点和特点主要是:
-由于空调装置倾斜布置,空调设备的外壳具有特别平、紧凑的设计;
-空调装置能相对于外壳的三个轴线倾斜;和
-由于平状设计,可以实现空调装置的不同布置。
附图说明
在阅读下述结合附图对优选实施例的详细描述之后,本发明的其它特点和优点对于本领域的熟练技术人员来说是很明显的,在附图中:
图1是根据本发明的空调设备的纵向截面图;
图2是图1所示空调设备的横截面视图;
图3是空调设备的一个优选布置,蒸发器和加热热交换器相对彼此倾斜;
图4是空调设备的另一个布置,蒸发器和加热热交换器相对彼此倾斜,风扇布置在蒸发器和加热热交换器之间;
图5是空调设备的又一个布置,蒸发器和加热热交换器在相同方向上倾斜;
图6是空调设备的又一个布置,温度门布置在蒸发器和加热热交换器之间,蒸发器和加热热交换器在相同方向上倾斜;
图7是具有温度门的空调设备的又一个布置,从而蒸发器倾斜并且加热热交换器水平地布置;
图8是具有温度门的空调设备的另一个布置,从而蒸发器和加热热交换器相对彼此倾斜,风扇布置在蒸发器和加热热交换器之间;
图9示出了空调设备在模块载体区域中的安装位置;
图10示出了空调设备在模块载体区域中的安装位置;
图11示出了空调设备在落地扇之上的安装位置。
具体实施方式
图1示出了根据本发明用于车辆中的空调设备1的纵向截面图。空调设备1主要包括盒形外壳2,从而y轴10.1等同于外壳2的纵向延伸线,而z轴10.3等同于外壳2的构造高度。在图1中从观察者方向看的右侧,由风扇7从空气进口3吸入空气并且在进行空气调节之后从空气出口4吹出,然后供给到车辆的空气分配系统(未示出)。很显然,空调设备1包括有远离风扇7的热交换器(其构造为加热热交换器5)以及数个在空气流动方向上位于加热热交换器5下游的空气导向和空气分配设备8。在所示例子中,加热热交换器5只是相对于外壳2的y轴10.1倾斜一个角度a’以使得加热热交换器5的通过区域5.1以及空调设备1外壳2的基部区域(只是示出了边缘)正好形成这个角度a’。
图2示出了图1所示空调设备1的横截面视图。在这个视图中,y轴10.1等同于外壳的纵向延伸线,而x轴10.2等同于空调设备1的构造宽度。可以清楚地看出,空气进口3、风扇7、热交换器(其构造为加热热交换器5)、空气导向和空气分配设备8以及空气出口4线性地按顺序布置。在所示例子中,加热热交换器5延伸过空调设备1外壳2的整个宽度。其优点是加热热交换器5在其正面上只需与外壳2相啮合。空调设备1的空气进口3(只是以虚线示出)布置在风扇7(其构造为径向风扇)的上游以使得空气被径向风扇在轴向上抽吸。
图3至8示出了空调设备的不同布置,它们在空调设备1的外壳2中线性地顺序布置。
图3示出了本发明的一个优选实施例,其中除了热交换器(构造为加热热交换器5)之外还设置有蒸发器6。在蒸发器6的上游,还有布置为与蒸发器6的流道断面6.1平行并且直接坐在蒸发器6上的过滤器9。在空气进口3处抽吸空气的风扇7布置在蒸发器6的上游,风扇7构造为径向风扇。可以看到,蒸发器6和加热热交换器5相对于外壳2的y轴10.1来说彼此相对倾斜。加热热交换器5的倾斜角度为a’,蒸发器6的倾斜角度为a”。角度a’和a”可以相等或不等。
图4示出了空调设备1的空调装置的又一布置。与图3的不同之处在于:构造为径向风扇的风扇7被布置在蒸发器6和热交换器(其构造为加热热交换器5)之间。加热热交换器5和蒸发器6相对于外壳2的纵轴y10.1分别倾斜角度a和a’。
根据图5的空调设备1的构造基本上与图3相同,不同之处只是蒸发器6的倾斜角度为a”而加热热交换器5的倾斜角度为a’,其方向相同。
图6等同于图5所示空调装置的布置。然而,与图3的不同之处在于,首先,过滤器9不是直接坐在蒸发器6上,而是布置为与蒸发器6间隔地平行于流道断面6.1。其次,设置有直接地位于加热热交换器5上游的温度门11。在此情况下,蒸发器6的倾斜角度为a”,而加热热交换器5的倾斜角度为a’,其方向相同。
图7示出了位于空调设备1的外壳2内的空调装置的又一布置,其中蒸发器6的倾斜角度为a”,而加热热交换器5布置为平行于外壳2。在本发明的这个实施例中,温度门11如同图6所示那样布置,布置为直接地位于加热热交换器5的上游。
图8示出了位于空调设备1的外壳2内的空调装置的又一布置,但是空气的流动路径明显不同于空气依照图3至7的流动路径。再次,风扇7布置在蒸发器6和加热热交换器5之间。蒸发器6的倾斜角度布置为a”,加热热交换器5在相反方向上的倾斜角度为a’。
图9至11示出了根据图3所示位于空调设备1的外壳2内的空调装置处于车辆中不同安装位置的布置。
图9和10每个都示出了根据本发明设计为空调单元的空调设备1,它们在车辆中分别布置在驾驶室的模块载体或横梁和仪表盘的表面之间。在图9中,空调设备1的y轴10.1等同于车辆的横向轴线,空调设备1的z轴10.3等同于车辆的纵向轴线。
图11示出了构造为空调单元的空调设备1,其布置在车厢地板之上的驾驶员侧。空调设备1的x轴10.2等同于车辆的横向轴线,空调设备1的y轴10.1等同于车辆的纵向轴线。
术语
1 空调设备
2 外壳
3 空气进口
4 空气出口
5 加热热交换器
5.1 流道断面
6 蒸发器
6.1 流道断面
7 风扇
8 空气导向和空气分配设备
9 过滤器
10 外壳的轴线
10.1 y轴
10.2 x轴
10.3 z轴
10.4 温度门
a,a’,a” 角度,相对于第一轴线的倾斜角度
b,b’,b” 角度,相对于第二轴线的倾斜角度
Claims (11)
1.一种空调设备(1),尤其是用于车辆的平状设计的模块化单区域或多区域空调单元,其包括:具有构造长度y、构造高度z和构造宽度x的基本上盒形外壳(2)、数个布置在外壳(2)的空气进口(3)和空气出口(4)之间的空调装置,以及数个空气导向和分配设备(8),由此至少设置了热交换器和风扇(7)作为空调装置,其特征在于,空气进口(3)和空气出口(4)之间的空调装置在外壳(2)的纵轴y(10.1)方向上线性地顺序布置,由此热交换器相对于外壳(2)的纵轴y(10.1)倾斜a角度和/或相对于外壳(2)的横轴x(10.2)倾斜b角度,以使得y>x>z。
2.根据权利要求1的空调设备(1),其特征在于,构造为加热热交换器(5)的热交换器是倾斜的,以使得加热热交换器(5)的流道断面(5.1)相对于x、z平面形成a’角度,并且0°<a’≤90°,以使得y>x>z。
3.根据权利要求1或2的空调设备(1),其特征在于,设置了构造为蒸发器(6)的热交换器作为另外的空调装置,由此蒸发器(6)相对于外壳(2)的纵轴y(10.1)倾斜a”角度和/或相对于外壳(2)的横轴x(10.2)倾斜b”角度,以使得y>x >z。
4.根据权利要求4的空调设备(1),其特征在于,蒸发器(6)是倾斜的,以使得蒸发器(6)的流道断面(6.1)相对于x、z平面形成a”角度,并且0°<a”≤90°,以使得y>x>z。
5.根据权利要求1至4之一的空调设备(1),其特征在于,构造为加热热交换器(5)的热交换器的流道断面(5.1)和构造为蒸发器(6)的热交换器的流道断面(6.1)每个都相对于x、y平面形成a角度,并45°<a≤90°。
6.根据权利要求1至5之一的空调设备(1),其特征在于,加热热交换器(5)的倾斜角度a’和蒸发器(6)的倾斜角度a”相等。
7.根据权利要求1至6之一的空调设备(1),其特征在于,在安装位置,空调设备(1)的y轴(10.1)等同于车辆的纵向轴线,并且空调设备(1)的x轴(10.2)等同于车辆的横向轴线。
8.根据权利要求1至6之一的空调设备(1),其特征在于,在安装位置,空调设备(1)的y轴(10.1)等同于车辆的横向轴线,并且空调设备(1)的z轴(10.3)等同于车辆的纵向轴线。
9.根据权利要求1至6之一的空调设备(1),其特征在于,在安装位置,空调设备(1)的y轴(10.1)等同于车辆的横向轴线,并且空调设备(1)的x轴(10.2)等同于车辆的纵向轴线。
10.根据权利要求1至9之一的空调设备(1),其特征在于,风扇(7)布置在加热热交换器(5)和蒸发器(6)之间。
11.根据权利要求1至10之一的空调设备(1),其特征在于,空调设备(1)的外壳(2)的形状与位于加热热交换器(5)上游或下游的空气导向和空气分配设备(8)以及位于蒸发器(6)上游或下游的空气导向和空气分配设备(8)一起相互配合,以保证将被调节到加热热交换器(5)和蒸发器(6)的流道断面(5.1,6.1)的空气的垂直进入。
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Application publication date: 20060830 |