DE102004053039A1

DE102004053039A1 - Heiz- und/oder Klimaanlage zur Belüftung einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102004053039A1
Application number: DE200410053039
Authority: DE
Inventors: Hubert Krug; Matthias Dipl.-Ing. Merz; Maik Dr. Ziegler
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2004-11-03
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2006-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heiz- und/oder Klimaanlage zur Belüftung einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs, mit einem ein Gebläse und Luftverteilungsräume enthaltenden Klimakasten und einer separaten Zusatzheizung, die einen kraftstoffbetriebenen Brenner mit Brennluftgebläse zum Erwärmen von Luft aufweist, wobei der Ausgang der Zusatzheizung über einen Warmluftkanal mit dem Klimakasten in Verbindung steht. Der Warmluftkanal mündet vor dem Gebläse und derart in dem Klimakasten aus, dass zum Transport der von der Zusatzheizung erzeugten Heizluft das Gebläse im Klimakasten dient. Ein sonst erforderliches zusätzliches Heizluftgebläse kann hierdurch entfallen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heiz- und/oder Klimaanlage zur Belüftung einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Nutzfahrzeugen werden in der Praxis separate Zusatzheizungen eingesetzt, die bei tiefen Temperaturen und längeren Standzeiten die Fahrgastzelle unabhängig von der Motorabwärme beheizen. Eine mit einer solchen Zusatzheizung versehene Heiz- und/oder Klimaanlage eingangs genannter Art ist bekannt ( DE 102 22 073 A1 ). Bei dieser Heiz- und/oder Klimaanlage weist die Zusatzheizung einen kraftstoffbetriebenen Brenner mit Brennluftgebläse und ferner ein besonderes Heizluftgebläse auf, um mittels dieses die erzeugte Heizluft über den Warmluftkanal dem Klimakasten zuzuführen. Die mittels der Zusatzheizung erzeugte Heizluft wird in dem Gebläse nachgeordnete Luftverteilungsräume eingeleitet und durch Betätigung entsprechender Luftklappen im Klimakasten weitergeleitet, wobei dies hinter dem dortigen Gebläse geschieht. Das Heizluftgebläse der Zusatzheizung und auch deren Brennluftgebläse werden bei derartigen bekannten Anlagen mit Hilfe eines gemeinsamen Elektromotors angetrieben. Um hinsichtlich des Heizluftgebläses eine einigermaßen große Heizluftmenge zu ermöglichen, sollte der Elektromotor hinsichtlich seiner elekt rischen Leistung entsprechend dimensioniert werden. Dem sind aufgrund der Anordnung, des Gewichts und der Kosten jedoch Grenzen gesetzt. In der Regel ist daher der Elektromotor der Zusatzheizung bezüglich der benötigten Leistung des Heizluftgebläses eher unterdimensioniert. Da der Elektromotor zugleich auch zum Antrieb des Brennluftgebläses des Brenners dient, sind auch aufgrund dieser Doppelnutzung hinsichtlich der gewünschten Dimensionierung Grenzen gesetzt. Nachteilig ist dabei auch, dass die gewünschte Luftmenge für die Heizluft somit nicht beliebig vorgegeben, insbesondere erhöht, werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heiz- und/oder Klimaanlage der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass die eingangs geschilderten Nachteile behoben sind, insbesondere die Luftmenge der von der Zusatzheizung erzeugten Heizluft frei und unabhängig von der Brennluftversorgung wählbar ist.

Die Aufgabe ist bei einer Heiz- und/oder Klimaanlage der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Hierdurch ist erreicht, dass die von der Zusatzheizung erzeugte Heizluft nicht mehr mittels eines besonderen notwendigen Heizluftgebläses sondern unmittelbar durch das im Klimakasten enthaltene Gebläse gefördert wird, das also zur Förderung der Heizluft aus der Zusatzheizung benutzt wird. Ein besonderes Heizluftgebläse der Zusatzheizung kann dadurch entfallen. Dies führt zu einer Vereinfachung und einer Reduzierung der Kosten. Von Vorteil ist ferner, dass die gewünschte Luftmenge der erzeugten Heizluft somit unter Nutzung des vollen Leistungsspektrums des Gebläses der Heiz- und/oder Klimaanlage fast beliebig gesteigert werden kann. Auch kann auf diese Weise die Regelung der Heizluft für sich allein vorgenommen werden unabhängig von der Brennluftversorgung.

Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Durch die Turboeinrichtung, z.B. in Form eines mit der Welle des Lüfterrades zu dessen Antrieb verbundenen Turbinenrades, ist die Antriebseinrichtung besonders einfach zu gestalten. Ein besonderer Antriebsmotor kann entfallen, was zu einer weiteren Reduzierung des Aufwandes, insbesondere des Kostenaufwandes, führt.

In Anspruch 5 ist ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Heiz- und/oder Klimaanlage zur Belüftung einer Fahrgastzelle eines Fahrzeuges angegeben, bei dem die von der Zusatzheizung erzeugte Heizluft mittels des Gebläses im Klimakasten gefördert wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Heiz- und/oder Klimaanlage in einem Führerhaus eines Nutzfahrzeugs,
2 eine schematische Darstellung der Heiz- und/oder Klimaanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Darstellung etwa entsprechend derjenigen in 2 einer Heiz- und/oder Klimaanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In 1 ist schematisch eine Heiz- und/oder Klimaanlage 1 gezeigt, die in einem Führerhaus 11 eines Nutzfahrzeugs zur Beheizung einer Fahrgastzelle 12 angeordnet ist. Die Fahrgastzelle 12 weist ein üblicherweise ausgebildetes Cockpit auf. Im Bereich des Cockpits ist ein Klimakasten 2 verdeckt eingebaut angeordnet, der mit den Antriebsmotor des Nutzfahrzeugs verbunden ist und zum Heizen und/oder Kühlen der Fahrgastzelle 12 ausgebildet ist. Da der Klimakasten 2 die Fahrgastzelle 12 nur heizen oder kühlen kann, wenn der Antriebsmotor in Betrieb ist, weist die Heiz- und/oder Klimaanlage 1 zusätzlich eine Zusatzheizung 4 auf, die bei längeren Fahrpausen die Beheizung der Fahrgastzelle 12 übernehmen kann.
Die Zusatzheizung 4 ist im Bereich des Kabinenbodens 14 angeordnet und weist einen nur schematisch angedeuteten Brenner 45 auf, zu dem ein Brennluftgebläse 7 gehört und der der Erwärmung von Luft dient. Der Brenner 45 wird mit Kraftstoff betrieben und ist über eine Versorgungsleitung 43 mit dem Kraftstofftank 15 des Nutzfahrzeugs verbunden. Die Abgase des Brenners 45 werden über ein Abgasrohr 44 ins Freie abgeführt.
Die mittels der Zusatzheizung 4 zu erwärmende Luft wird über eine in der Fahrgastzelle 12 angeordnete Ansaugöffnung 41 und einen Luftkanal 42a angesaugt, vom Brenner 45 erwärmt und als Heizluft über eine Warmluftleitung 42b zu dem im Bereich des Cockpits angeordneten Klimakasten 2 geleitet.
Der Klimakasten 2 kann in üblicher Weise ausgebildet sein und z.B. einen Luftfilter, ein Gebläse 23 zum Fördern von Luft sowie einen Verdampfer und einen Wärmeaustauscher zum Konditionieren von Luft aufweisen. Der Verdampfer kann seine Energie vom Antriebsmotor beziehen und ist zum Kühlen der Luft ausgebildet. Der Wärmeaustauscher kann mit dem Kühlmittel kreislauf des Antriebsmotors verbunden sein und dessen Abwärme zum Erhitzen der Luft nutzen. Die vom Gebläse 23 des Klimakastens geförderte Luft strömt durch den Verdampfer und/oder durch den Wärmeaustauscher. Die genannten Elemente des Klimakastens 2 sind in dessen Gehäuse 50 enthalten, in dem ferner Luftverteilungsräume 49 vorgesehen sind, über die die Luft im Klimakasten 2 entsprechend verteilt und zu schematisch angeordneten Öffnungen 29, 30 und 31 geleitet wird, die jeweils separat mit in die Fahrgastzelle 12 führenden Luftkanälen 33 und Ausströmdüsen 34 verbunden sind. Die Öffnung 29 kann als Ausströmöffnung zum Defrosten, die Öffnung 30 als Fußraumöffnung und die Öffnung 31 als Direktbelüftungsöffnung ausgebildet sein.
Insbesondere in 2 ist beim dortigen ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, dass der Luftkanal 3 der Zusatzheizung 4, durch den die vom Brenner 45 erwärmte Heizluft geführt wird, mit seinem Ausgang 19 über den Warmluftkanal 42b mit dem Klimakasten 2 in Verbindung steht und auf diese Weise dem Klimakasten 2 die erzeugte Heizluft zuführbar ist. Der Warmluftkanal 42b mündet vor dem Gebläse 23 und derart in den Klimakasten 2 aus, dass zum Transport der von der Zusatzheizung 4 erzeugten Heizluft das Gebläse 23 im Klimakasten 2 dient. Auf diese Weise wird also das Gebläse 23 zur Förderung der Heizluft aus der Zusatzheizung 4 benutzt, wodurch ein sonst vorhandenes zusätzliches Heizluftgebläse mit Lüfterrad bei der Zusatzheizung 4 entbehrlich ist. Auf diese Weise kann zur Belüftung der Fahrgastzelle 12 das volle Leistungsspektrum des Gebläses 23 der Heiz- und/oder Klimaanlage 1 genutzt werden. Von Vorteil ist ferner, dass dadurch eine große Heizluftmenge gefördert werden kann. Aufgrund des Wegfalls eines besonderen Heizluftgebläses ist eine Kostenersparnis und Gewichtsersparnis erreicht. Außerdem kann der Heizluftstrom von der Zusatzheizung 4 durch den Klimakasten 2 für sich allein geregelt werden. Die Luftmenge der Zusatzheizung 4 ist somit frei wählbar und dabei unabhängig von der Versorgung des Brenners 45 über das Brennluftgebläse 7 mit Brennluft.
2 zeigt ferner, dass die Zusatzheizung 4 eine Antriebseinrichtung 60 für den alleinigen Antrieb eines Lüfterrades 8 des Brennluftgebläses 7 für den Brenner 45 aufweist. Hierbei weist die Antriebseinrichtung 60 einen Antriebsmotor 61, insbesondere Elektromotor, auf. Dieser Antriebsmotor 61 treibt das Lüfterrad 8 über eine Welle 9 an und ist allein zur Ansteuerung des Brennluftgebläses 7 vorgesehen. Der Antriebsmotor 61 kann daher dem Leistungsbedarf des Brennluftgebläses 7 entsprechend ausgelegt werden. Da die von der Zusatzheizung 4 erzeugte Heizluft mittels des Gebläses 23 der Heiz- und/oder Klimaanlage 1 gefördert wird, können die benötigte Heizluft über den Betrieb des Gebläses 23 und unabhängig davon die für den Betrieb des Brenners 45 notwendige Brennluft mittels des Antriebsmotors 61, der das Brennluftgebläse 7 antreibt, vorgegeben werden, so dass also die Möglichkeit einer voneinander unabhängigen Regelung der Heizluft einerseits und der Brennluft andererseits möglich ist.
Bei dem in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für gleiche Teile wie beim ersten Ausführungsbeispiel gleiche Bezugszeichen verwendet. Das zweite Ausführungsbeispiel in 3 unterscheidet sich von demjenigen in 2 dadurch, dass die Antriebseinrichtung 60 modifiziert ist. Diese weist zum Antrieb des Lüfterrades 8 des Brennluftgebläses 7 ein Turbinenrad 5 oder eine ähnlich gestaltete Turboeinrichtung im Luftkanal 3 der Zusatzheizung 4 auf. Das Turbinenrad 5 ist mit der Welle 9 des Lüfterrades 8 drehfest verbunden und mittels der vom Gebläse 23 im Klimakasten 2 geförderten Heizluft antreibbar. In diesem Fall bedarf es eines besonderen An triebsmotors 61 gemäß 2 nicht. Durch Wegfall dieses Antriebsmotors ist eine weitere Kostenersparnis erreicht.

Claims

Heiz- und/oder Klimaanlage zur Belüftung einer Fahrgastzelle (12) eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, mit einem ein Gebläse (23) und Luftverteilungsräume (49) enthaltenden Klimakasten (2) und einer separaten Zusatzheizung (4) zum Erwärmen von Luft, die einen kraftstoffbetriebenen Brenner (45) mit Brennluftgebläse (7) aufweist, wobei der Ausgang (19) der Zusatzheizung (4) mit dem Klimakasten (2) über einen Warmluftkanal (42b) in Verbindung steht, über den die von der Zusatzheizung (4) erzeugte Heizluft dem Klimakasten (2) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmluftkanal (42b) derart an den Klimakasten (2) angeschlossen ist, dass zum Transport der von der Zusatzheizung (4) erzeugten Heizluft das Gebläse (23) im Klimakasten (2) dient.
Heiz- und/oder Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzheizung (4) eine Antriebseinrichtung (60) aufweist, die alleinig auf das Lüfterrades (8) des Brennluftgebläses (7) wirkt.
Heiz- und/oder Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (60) des Lüfterrades (8) des Brennluftgebläses (7) einen Antriebsmotor (61), insbesondere Elektromotor, aufweist.
Heiz- und/oder Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (60) eine mit einer Welle (9) des Lüfterrades (8) zu dessen Antrieb verbundene Turboeinrichtung, insbesondere ein Turbinenrad (5), im Luftkanal (3) der Zusatzheizung (4) aufweist und die Turboeinrichtung, insbesondere das Turbinenrad (5), mittels der vom Gebläse (23) im Klimakasten (2) geförderten Heizluft antreibbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Heiz- und/oder Klimaanlage zur Belüftung einer Fahrgastzelle (12) eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, mit einem ein Gebläse (23) und Luftverteilungsräume (49) enthaltenden Klimakasten (2) und einer separaten Zusatzheizung (4), die einen kraftstoffbetriebenen Brenner (45) mit Brennluftgebläse (7) zum Erwärmen von Luft aufweist, wobei der Ausgang (19) der Zusatzheizung (4) mit dem Klimakasten (2) über einen Warmluftkanal (42b) in Verbindung steht, über den die von der Zusatzheizung (4) erzeugte Heizluft dem Klimakasten (2) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Zusatzheizung (4) erzeugte Heizluft mittels des Gebläses (23) im Klimakasten (2) gefördert wird.