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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Heiz- und Klimaanlage für ein Fahrzeug,
die in einem Gehäuse
einen fluidbeaufschlagbaren Kühlwärmetauscher,
einen fluidbeaufschlagbaren Heizwärmetauscher und ein mit Kraftstoff
betreibbares Zusatzheizaggregat umfasst, wie durch den Oberbegriff
des unabhängigen
Patentanspruchs 1 beschrieben.
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Zusatzheizungen
habe sich in den letzten Jahren als Standard für automobile Anwendungen etabliert,
um die Fahrgastzelle unabhängig
vom Motorbetrieb zu erwärmen,
einerseits zur schnelleren Aufheizung der Fahrgastzelle, andererseits
auch um die geringe Wärmeabgabe
moderner Motoren während
des Fahrbetriebes zu Heizzwecken zu ergänzen. Vor allem werden Zusatzheizungen
auch verwendet, um beispielsweise Wohnmobile oder die Führerkabinen
von Lastkraftwagen während
des Stillstandes beispielsweise während der Nacht oder in Fahrpausen
zu erwärmen
um einen ständigen
Aufenthalt im Fahrzeug auch bei winterlichen Verhältnissen
zu ermöglichen.
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Normalerweise
werden dazu kraftstoffbetriebenen separate Zusatzheizaggregate verwendet,
die im Motorraum, in der Fahrgastzelle oder an einer anderen geeigneten
Stelle im Fahrzeug untergebracht sind, um sowohl die Kraftstoffzufuhr,
als auch die Abgasableitung sowie die Wärmezufuhr in die Fahrgastzelle
sicherzustellen. Diese haben allerdings den Nachteil, dass sie separat
von der vorhandenen Fahrzeugheizanlage installiert werden müssen mit dem
damit verbundenen zusätzlichen
Kosten- und Arbeitsaufwand.
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Es
wurden daher Systeme entwickelt bei denen die Zusatzheizung direkt
in die Heizungs- und Klimaanlage des Fahrzeugs integriert ist, wobei
diese wegen der erforderlichen Kraftstoffzufuhr sowie der Abgasableitung
am Lufteintritt des Gehäuses
im Luftstrom parallel oder vor dem Verdampfer der Klimaanlage angeordnet
ist.
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Aufgrund
der limitierten und oft begrenzten Platzverhältnisse in den Fahrzeugen hat
die parallele Anordnung von Zusatzheizung und Verdampfer allerdings
den Nachteil, dass der Verdampfer dementsprechend kleiner ausgeführt werden
muss, was zu einer Verminderung der Kühlleistung führt. Bei
einer Vorschaltung der Zusatzheizung muss die erwärmte Luft
durch den Verdampfer geschickt werden, was im Mischbetrieb von Nachteil
ist. Außerdem
muss dabei die erwärmte
Luft einen längeren
Weg zurücklegen, was
zu unerwünschten
Wärmeverlusten
führt.
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Ein
alternativer Ansatz sieht als Zusatzheizaggregate elektrisch betriebene
Heizelemente, z. B. auf Widerständen
mit positiven Temperaturkoeffizienten basierend, vor, diese haben
zwar den Vorteil einfacher in einem Gehäuse der Kraftfahrzeug-Heiz-Belüftungs-
und/oder -Klimaanlage integriert zu werden haben jedoch den immanenten Nachteil
praktisch nur bei Motorbetrieb nutzbar und in der Heizleistung begrenzt
zu sein.
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Es
besteht daher ein Bedarf an einer verbesserten Lösung, die die oben angeführten Nachteile vermeidet.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Heiz- und Klimaanlage
für ein
Fahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, die einen hohen Komfort
für den
Insassen unabhängig
vom Betrieb des Motors unter Vermeidung der genannten Nachteile
bereitstellen kann.
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Zur
Lösung
der oben beschriebenen Aufgabe schlägt die Erfindung eine Heiz-
und Klimaanlage für
ein Fahrzeug vor, die in einem Gehäuse einen fluidbeaufschlagbaren
Kühlwärmetauscher
und einen fluidbeaufschlagbaren Heizwärmetauscher umfasst, wobei
der Heizwärmetauscher
dem Kühlwärmetauscher
strömungstechnisch
zwischen einem Kaltluftvolumen und einem Warmluftvolumen nachschaltbar ist.
Dabei umfasst das Kaltluftvolumen den Bereich und alle Elemente
der Heiz und Klimaanlage, die strömungstechnisch hinter dem Kühlwärmetauscher und
vor dem Heizwärmetauscher
angeordnet sind. Das Warmluftvolumen umfasst den Bereich, der strömungstechnisch
nach dem Heizwärmetauscher
angeordnet ist. Ferner umfasst die Heiz- und Klimaanlage in dem
Gehäuse
ein mit Kraftstoff betreibbares Zusatzheizaggregat, welches in einem
Teil des Kaltluftvolumens angeordnet ist und dem ein Luftstromsteuermittel
zugeordnet ist, welches einen Luftstrom entweder über das
Zusatzheizaggregat oder am Zusatzheizaggregat vorbei führt, d.h.
welches durch das Zusatzheizaggregat erwärmte Luft selektiv dem Warmluftvolumen
und/oder dem Kaltluftvolumen zuführt.
Die Anordnung in einem einzelnen Gehäuse ermöglicht eine einfache Montage
und Demontage der Heiz- und Klimaanlage beispielsweise im, unter
bzw. hinter dem Armaturenbrett von z.B. einem Lastkraftwagen oder
Wohnmobil. Zudem bietet die Anordnung des Zusatzheizaggregates in
dem Kaltluftvolumen den Vorteil, dass bei angeschalteter Klimaanlage
die gekühlte
Luft durch Regulieren der Heizleistung auf eine bestimmte Temperatur
erwärmt
werden kann, sowie dass die vom Zusatzheizgerät erwärmte Luft mittels des Luftstromsteuermittels
entweder mittels des Heizwärmetauschers
weiter erwärmt
wird, oder in reinem Standheizungsbetrieb am Heizwärmetauscher
vorbei, z.B. mittels eines Strömungskanals oder
By-pass-Kanals direkt dem Warmluftvolumen zugeführt werden kann. Dabei sind
auch Zwischenstellungen möglich.
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In äußerst überraschender
Weise hat sich erfindungsgemäß die Möglichkeit
ergeben ein mit Kraftstoff betreibbares Zusatzheizaggregat nicht mehr
unmittelbar am Lufteintritt des Gehäuses anzuordnen sondern dieses
stark integriert auszuführen. Der
Fachmann hatte bis dato große
Bedenken ein mit Kraftstoff betreibbares Zusatzheizaggregat, welches erhebliche
Schwierigkeiten bezüglich
der Ver- und Entsorgung mit sich bringt integrativ vorzusehen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind der Kühlwärmetauscher
und der Heizwärmetauscher räumlich einander
zugeordnet und das Zusatzheizaggregat ist an einer Gehäusewand
angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Zu- und Ableitungen
beider fluidbeaufschlagter Wärmetauscher kostengünstig, platzsparend
und montagefreundlich parallel zu den Wärmetauschern geführt werden
können.
Dadurch können
die Zu- und Ableitung genauso geführt werden wie bei Heiz- und
Klimaanlagen ohne Zusatzheizung. Die Anordnung des Zusatzheizaggregates
an der Gehäusewand
ermöglicht
zudem eine einfache und kostengünstige
Kraftstoffzufuhr sowie ein Ableitung der Abgase. Dabei kann beispielsweise
die Zusatzheizung platzsparend im unteren Teil des Gehäuses untergebracht
werden so dass das Gehäuse
nicht, oder nur unwesentlich größer ausgeformt
werden muss, als bei Heiz- und Klimaanlagen ohne Zusatzheizungen.
Diese Anordnung ermöglicht
zudem eine einfache Abführung
der Abgase, beispielsweise unter die Führerkabine eines Lastkraftwagens
bzw. eine einfache Kraftstoffzufuhr aus dem Motorraum. Diese Ausführungsform
ermöglicht beispielsweise,
dieselbe Gehäuseform
sowie die gleichen Anschlüsse
für eine
Heiz- und Klimaanlagen sowohl mit als auch ohne Zusatzheizung ohne
größere Modifikationen
zu verwenden.
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In
einer speziellen Ausführungsform
umfasst das Luftstromsteuermittel eine erste Luftstromsteuervorrichtung
zur Regelung der das Zusatzheizaggregat durchströmenden Luftmenge und eine zweite Luftstromsteuervorrichtung
zur selektiven Nachschaltung des Heizwärmetauschers zwischen Kaltluftvolumen
und Warmluftvolumen bzw. zur Regelung der den Heizwäremetauscher
oder/und einen By-pass-Kanal durchströmenden Luftmenge. Bei diesem
System kann die den Heizwärmetauscher
bzw. das Zusatzheizaggregat durchströmende Luftmenge separat eingestellt
werden. Die zweite Luftstromsteuervorrichtung kann dabei eine Vorrichtung,
beispielsweise ein Klappe, sein, die im Kaltluftvolumen beispielsweise
so vor dem Heizwärmetauscher
angeordnet ist, dass sie den Luftstrom in einer ersten Stellung
durch den Heizwärmetauscher
leitet sowie in einer zweiten Stellung den Luftstrom an ihm vorbei, z.B.
durch den By-pass-Kanal leitet. Dabei können auch Zwischenstellungen
möglich
sein in denen die Luft jeweils anteilig durch den Heizwärmetauscher und
an diesem vorbei geleitet wird. Die erste Luftstromsteuervorrichtung
kann beispielsweise im Kaltluftvolumen strömungstechnisch hinter dem Zusatzheizaggregat
so angeordnet sein, dass in einer Stellung der aus dem Zusatzheizaggregat
strömende Luftstrom
und in einer zweiten Stellung an dem Zusatzheizaggregat vorbeiströmende Luft
mit einem großen
Widerstand beaufschlagt wird.
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Die
zweite Luftstromsteuerungsvorrichtung kann dabei eine Trommelklappe
sein, die beispielsweise mittig in dem Luftstrom angeschlagen ist
und den Lufstrom entweder zur einer ersten Seite, hin zum Heizwärmetauscher,
oder zu einer zweiten Seite hin durch den By-pass-Kanal führt. Der
Gesamtquerschnitt der Öffnung
bleibt dabei nahezu gleich so dass unabhängig von der Stellung der Klappe
bzw. Veränderungen
der Klappenstellung der Luftdurchsatz gleich hoch bleibt. Zudem
kann die Trommelklappe die Abdichtung des nicht mit Luftstrom beaufschlagten
Volumens gewährleisten.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist dabei die erste Luftstromsteuervorrichtung eine Klappe. Die
Klappe kann dabei im Kaltluftvolumen so stromabwärts des Zusatzheizaggregates
angeordnet sein, dass sie eine Steuerung des Luftstroms in einer
ersten Stellung über
das Zusatzheizaggregat und in einer zweiten Stellung oder Position
an ihm vorbei ermöglicht.
Dabei kann die Klappe räumlich
dem Zusatzheizaggregat zugeordnet sein und beispielsweise diesem
strömungstechnisch
nachgeordnet sein.
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In
einer speziellen Ausführungsform
ist die erste Luftstromsteuervorrichtung eine Schmetterlingsklappe
und kann so angeordnet sein, dass ein schwingendes Ende der Schmetterlingsklappe
in zumindest eine Stellung in Aussparungen in Kühlrippen des Zusatzheizaggregates
räumlich
eingreift, und dass das Ende der Klappe nah an einem mit Kühlrippen
beaufschlagten Abschnitt der Zusatzheizung befindlich ist. Die Gehäusewand
kann dabei zudem so ausgeformt sein, dass sie dem anderen Ende der Schmetterlingsklappe
in zumindest einer Stellung räumlich
nah befindlich ist und somit einen Luftstrom zwischen Klappe und
Gehäusewand
absperrt oder behindert.
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In
einer weiteren speziellen Ausführungsform
ist das Zusatzheizaggregat mittels einer Luftleitvorrichtung strömungstechnisch
von einem Kaltluft-Strömungskanal
getrennt und die erste Luftstromsteuervorrichtung regelt den Luftstrom
durch den Kaltluft-Strömungskanal.
Die Luftleitvorrichtung kann dabei so angeordnet sein, dass sie
den Teil des Kaltluftvolumens, in dem das Zusatzheizaggregat angeordnet
ist, von dem restlichen Kaltluftvolumen so trennt, dass es eine
Einströmöffnung und
eine Ausströmöffnung an
dem Zusatzheizaggregat aufweist und dass es in dem restlichen Volumen
des Kaltluftvolumens einen Kaltluft-Strömungskanal aufweist. Durch
den Kaltluft-Strömungskanal
kann der Luftstrom an dem Zusatzheizgerät vorbei geführt werden.
Das Zusatzheizaggregat kann dabei zwischen der Gehäusewand
und der Luftleitvorrichtung angeordnet sein. Die Luftleitvorrichtung
kann beispielsweise eine Trennwand sein und aus demselben Material,
wie das Gehäuse
sein bzw. mit ihm einstückig verbunden
sein.
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Die
erste Luftstromsteuervorrichtung kann so an oder in dem Kaltluft-Strömungskanal
angeordnet sein, dass sie den Kaltluft-Strömungskanal öffnen bzw. verschließen kann.
Die Luftstromsteuervorrichtung ist beispielsweise eine Klappe, bzw.
eine Fahnenklappe, die an einer Wand des Kaltluft-Strömungskanal
angeschlagen ist. Bevorzugterweise ist die Klappe an einem Ende
des Kaltluft-Strömungskanals
angeschlagen, um einen Rückfluss
der erwärmten
Luft auszuschließen.
In dieser Ausführungsform wird
zur Verminderung des Luftstromwiderstandes das Zusatzheizaggregat
zu jeder Zeit umströmt.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist das Zusatzheizaggregat mittels einer Luftleitvorrichtung strömungstechnisch
von einem Kaltluft-Strömungskanal
getrennt und die erste Luftstromsteuervorrichtung ist so angeordnet,
dass sie zwischen einer ersten Stellung, in der der Kaltluft-Strömungskanal
geschlossen ist und einer zweiten Stellung, in der das Heizaggregat
geschlos sen ist, einstellbar ist. Die Luftleitvorrichtung kann dabei
so angeordnet sein, dass sie den Teil des Kaltluftvolumens, in dem
das Zusatzheizaggregat angeordnet ist, von dem restlichen Kaltluftvolumen
so trennt, dass es eine Einströmöffnung und
eine Ausströmöffnung an
dem Heizaggregat aufweist und dass es in dem restlichen Volumen
des Kaltluftvolumens einen Kaltluft-Strömungskanal aufweist. Die Luftleitvorrichtung
kann beispielsweise eine Trennwand sein und aus demselben Material
wie das Gehäuse
bzw. mit ihm einstückig
verbunden sein. Die erste Luftstromsteuervorrichtung kann dabei
ein Klappe, vorzugsweise eine Fahneklappe sein die am Ende der Luftleitvorrichtung
angeschlagen ist. Die Klappe kann dann in der ersten Stellung den
Kaltluft-Strömungskanal
und in der zweiten Stellung das Heizaggregat verschließen wobei
Zwischenstellungen möglich
sein können.
Dadurch wird in der ersten Stellung ein Rückfluss der an dem Zusatzheizgerät vorbeigeführten Luft
in den Kaltluft-Strömungskanal
und in der zweiten Stellung ein Rückfluss in das Heizaggregat
vermieden. In den Zwischenstellungen kann Luft über beide Wege strömen und
der Luftdurchsatz somit erhöht
werden bzw. das Verhältnis
von am Zusatzheizaggregat erwärmter
und durch den Kaltluft-Strömungskanal
strömender
Luft eingestellt werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die erste und die zweite Luftstromsteuervorrichtung so korreliert,
dass in einer ersten Stellung der Luftromsteuervorrichtungen die
Luft von dem Heizwärmetauscher
und in einer zweiten Stellung von dem Zusatzheizaggregat erwärmt wird,
wobei lineare Zwischenstellungen möglich sind. Durch die Zusammenschaltung
der beiden Luftstromsteuervorrichtungen kann auf ein separates Ansteuerungsmittel
für die
erste Luftstromsteuervorrichtung verzichtet werden und es wird nur
ein Ansteuerungselement für beide
Steuervorrichtungen benötigt,
was die Produktionskosten senkt und die Bedienung vereinfacht.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
sind die erste und die zweite Luftstromsteuervorrichtung so korreliert,
dass in einer Kaltstellung der Luftromsteuervorrichtungen der Luftstrom
durch den Kaltluft-Strömungskanal
und den By-pass-Kanal und in einer ersten Heizstellung der Luftstrom
durch den Kaltluft-Strömungskanal
und durch den Heizwärmetauscher
geleitet wird, sowie linearen Zwischenstellungen zwischen Kalt-
und erster Heizstellung, welche mit der zweiten Luftstromsteuervorrichtung einstellbar
sind, und dass in einer zweiten Heizstellung der Luftstrom über das
Zusatzheizaggregat und durch den Heizwärmetauscher geleitet wird,
sowie linearen Zwischenstellungen zwischen erster und zweiter Heizstellung, welche
mittels der ersten Luftstromsteuervorrichtung einstellbar sind.
Die Heiz- und Klimaanlage kann damit beispielsweise über nur einen
Regler geregelt werden und bei zusätzlichem Heizbedarf, der über die
von dem Heizwärmetauscher
erbrachte Leistung hinausgeht, das Zusatzheizaggregat zugeschaltet
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind dabei die erste und die zweite Luftstromsteuervorrichtung über ein
Nocken- und/oder Hebelsystem korreliert.
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Zudem
kann die Regelung der ersten Luftstromteuervorrichtung mit einer
Steuerung des Zusatzheizaggregates korreliert sein, so dass, sobald beispielsweise
das Zusatzheizaggregat mit einem Luftstrom beaufschlagt wird, das
Zusatzheizaggregat angeschaltet wird, und sobald die erste Luftstromteuervorrichtung
in einer Position ist, in der der Luftstrom an dem Zusatzheizaggregat
vorbei geleitet wird, das Zusatzheizaggregat abgeschaltet wird.
Andere Korrelationen können
dabei auch möglich
sein. Zudem kann die Heizleistung des Zusatzheizaggregates in Abhängigkeit
des Luftstromsteuermittels geregelt sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Zusatzheizaggregat zylinderförmig ausgeführt und die Zylinderachse ist
insbesondere senkrecht zur Luftströmung angeordnet. Dadurch ergibt
sich eine gute Anströmung
des Zusatzheizaggregates zur Erhöhung
der Wärmeaufnahme
der umströmenden Luft.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Zusatzheizaggregat zur Verbesserung des Wärmeaustausches
Kühlrippen.
Die Kühlrippen
können
beispielsweise konzentrisch um das zylinderförmige Heizaggregat angeordnet
sein.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher beim Lesen
der folgenden, lediglich beispielhaften und nicht einschränkend angeführten Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform,
welcher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt.
Darin zeigt:
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1,
eine Heiz- und Klimaanlage in einem Gehäuse mit einer Zusatzheizung
und einer ersten Luftstromsteuerungsvorrichtung, welche den Lufstrom
regelt, der über
das Zusatzheizaggregat sowie am Zusatzheizgerät vorbei geführt wird.
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2,
eine Heiz- und Klimaanlage in einem Gehäuse, wobei das Zusatzheizaggregat
mittels einer Luftleitvorrichtung von einem Kaltluft-Strömungskanal
getrennt ist und eine erste Luftstromsteuerungsklappe so angeordnet
ist, dass sie den Kaltluft-Strömungskanal
schließt,
bzw. öffnet.
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3,
eine Heiz- und Klimaanlage in einem Gehäuse, wobei das Zusatzheizaggregat
mittels einer Luftleitvorrichtung von einem Kaltluft-Strömungskanal
getrennt ist und die erste Luftstromsteuerungsklappe am Ende der
Luftleitvorrichtung angeschlagen ist.
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In
den Figuren und der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen
werden gleiche oder ähnliche
Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Die
in 1 gezeigte erfindungsgemäße Heiz- und Klimaanlage für ein Fahrzeug
umfasst in einem Gehäuse 50 eine
Lufteintrittsöffnung 58,
eine Luftfilter 52, die einem Gebläse 54 strömungstechnische
vorgeschaltet sind. Strömungstechnisch
hinter dem Gebläse
ist ein Verdampfer bzw. Kühlwärmetauscher 56 angeordnet.
In einem Teil des strömungstechnisch
dahinter angeordneten Kaltluftvolumens ist ein Zusatzheizaggregat 4 mit
konzentrisch angeordneten Kühlrippen 2 angeordnet.
Das Zusatzheizaggregat befindet sich im unteren Bereich am Gehäuserand
des Gehäuses 50 und
erlaubt eine einfache Anbindung an externe Anschlüsse wie
beispielsweise eine Kraftstoffzuleitung und/oder eine Abgasabführung. Zudem
verbraucht das Zusatzheizaggregat mit Kühlrippen bei dieser Anordnung
nur unwesentlich mehr Platz als eine Heiz- und Klimaanlage ohne
Zusatzheizung und alle restlichen Komponenten und Anschlüsse können in
der gleichen Position verbleiben, was eine leichte Montage bewirkt
und nur geringen konstruktiven Aufwand erfordert.
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Dem
Zusatzheizaggregat mit Kühlrippen nachgeordnet
ist eine erste Klappe 6 zur Steuerung der das Zusatzheizaggregat
umströmenden
Luftmenge. In einer ersten Stellung, in durchgezogenen Linien dargestellt,
wird die Durch- bzw. Umströmung des
Heizaggregates nicht gedrosselt, während der am Zusatzheizaggregat
vorbei durch das Kaltluftvolumen strömende Luftstrom erschwert bzw.
behindert wird. In einer zweiten Stellung der ersten Klappe 6,
in gestrichelten Linien dargestellt, ist der Luftstrom aus dem Zusatzheizaggregat
gesperrt und die Luftströmung
wird am Heizaggregat 4 vorbei geleitet. Zwischenstellung
zwischen der ersten und er zweiten Klappenstellung der Klappe 6 sind
dabei möglich.
Zur besseren Ansteuerung und Abdichtung des Luftstromes sind in
dieser Ausführungsform
Aussparungen in den Kühlrippen 2 vorgesehen
um die Klappe 6 möglichst
Nahe an den nicht berippten Kern des Zusatzheizaggregates anzuordnen
um somit eine effektive Abdichtung und Abgrenzung zu bewirken. Die Klappe 6 ist
dabei eine Schmetterlingsklappe sein.
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Zudem
weist in dieser Ausführungform
die Gehäusewand 18 eine
Einbuchtung 19 auf, die einen Anschlag für die erste
Klappe 6 ausbildet, so dass die erste Klappe und die Einbuchtung
des Gehäuses
in der mit gestrichelter Linie dargestellten Position der ersten
Klappe den das Zusatzheizaggregat umströmenden Luftstrom absperrt bzw.
abdichtet.
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Der
ersten Klappe 6 ist die zweite Klappe 24 strömungstechnisch
nachgeschaltet. Die Klappe 24 leitet dabei in einer ersten
Stellung, mit durchgezogener Linie dargestellt, den Luftstrom aus
dem Kaltluftvolumen 12 durch einen By-pass Strömungskanal 26 in
das Warmluftvolumen 30. In einer zweiten Stellung, gestrichelt
dargstellt, wird die Luft durch den Heizwärmetauscher 20 in
das Warmluftvolumen 30 geleitet. Zwischen der ersten und
der zweiten Stellung der Klappen 24 sind ebenfalls Zwischenstellungen
möglich
in denen jeweils ein Anteil über
den Heizwärmetauscher 20 und
ein Anteil über
den By-pass-Strömungskanal 26 in
das Warmluftvolumen 30 geleitet werden kann.
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Der
Heizwärmetauscher 20 und
der By-pass Kanal 26 trennen dabei das Warmluftvolumen 30, welches
diesen strömungstechnisch
nachgeschaltet ist, von dem Kaltluftvolumen 12, welches
diesen strömungstechnisch
vorgeschaltet ist. Das Kaltluftvolumen ist zudem begrenzt von dem
Kühlwärmetauscher 56 sowie
der Gehäusewand 18.
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Dabei
können
beide Klappen korreliert sein, beispielsweise über ein Hebel- und/oder Nockensystem,
die beispielsweise über
ein gemeinsames Bedienelement gesteuert werden. Dabei kann eine
Kaltstellung einstellbar sein, bei der der Luftstrom mittels der
ersten Klappe 6, in der mit gestrichelter Linie dargestellten
Position, an dem Zusatzheizaggregat vorbei und mittels der zweiten
Klappe 24, in der mit durchgezogene Linie dargestellten
Position, durch den By-pass-Kanal 26 am Heizwärmetauschen 20 vorbeigeleitet
wird. Es kann zudem eine erste Heizstellung oder Warmstellung einstellbar
sein, bei der der Luftstrom mittels der ersten Klappe 6,
in der mit gestrichelter Linie dargestellten Position, an dem Zusatzheizaggregat
vorbei und mittels der zweiten Klappe 24, in der mit gestrichelter
Linie dargestellten Position, durch den Heizwärmetauscher geführt wird. Zudem
kann ein zweite Heizstellung einstellbar sein, dargestellt mit durchgezogener
Linien der ersten Klappe 6 und gestrichelter Linie der
zweiten Klappe 24, bei der der Luftstrom zuerst über das
Heizaggregat und dann durch den Heizwärmetauscher 20 in das
Warmluftvolumen 30 geleitet wird. Dabei können sowohl
zwischen der Kaltstellung und der ersten Heizstellung als auch zwischen
der ersten und der zweiten Heizstellung Zwischenstellungen möglich sein.
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Zudem
ist ein reiner Standheizungsbetrieb möglich bei dem der Luftstrom über das
Heizaggregat und dann weiter durch den By-pass Kanal am Heizwärmetauscher
vorbei geführt
wird (Position dargestellt mit durchgezogener Linie beider Klappen).
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Die
Stellung der Klappe 6 kann zudem mit einer Schaltung korreliert
sein, welche das Zusatzheizaggregat zu- bzw. abschaltet. Die Schaltung
kann auch die Heizleistung des Heizaggregates regeln. Dabei kann
beispielsweise das Zusatzheizaggregat angeschaltet werden wenn die
Klappe 6 sich in der mit durchgezogener Linie dargestellten
Position befindet und abgeschaltete sein wenn die Klappe 6 sich in
der mit gestrichelter Linie dargestellten Position befindet Das
Warmluftvolumen verfügt über Luftauslässe 38 über die
die temperierte Luft in die Fahrgastzelle geleitet werden kann.
Die Auslässe
können
zudem Klappen aufweisen um den Luftstrom an bestimmte stellen der
Fahrgastzelle zu führen
oder um die die Klappen durchströmende
Luftmenge zu regeln (nicht dargestellt).
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In
der gezeigten Ausführungsform
sind der fuidbeaufschlagbare Kühlwärmetauscher 56 und
der fluidbeaufschlagbare Heizwärmetauscher 20 räumlich einander
zugeordnet, so dass die Fluidleitungen zu beiden Wärmetauschern
kostengünstig
parallel geführt
werden können.
Zudem können
sie bei einer Heiz- und Klimaanlage mit Zusatzheizaggregat 4 an der
gleichen Stelle im Gehäuse 50 angeordnet
werden wie bei einer Heiz- und Klimaanlage ohne Zusatzheizung, wodurch
diesbezüglich
keine technischen Modifikationen und Umbauten notwendig werden.
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2 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
zu 1 beschriebenen Heiz- und Klimaanlage mit Zusatzheizung,
die sich im Wesentlichen im Bereich des Kaltluftvolumens 12,
insbesondere der Zusatzheizung 4, der Kühlrippen 2, 2a sowie
der Klappe 6, 6a von der oben zu 1 beschriebenen
Heiz- und Klimaanlage mit Zusatzheizung unterscheidet. Die in 2 dargestellte
Heiz- und Klimaanlage verfügt über eine
erste Fahnenklappe 6a, die in der Nähe des Kühlwärmetauschers 56 angeschlagen
ist. Zudem weist sie eine Luftleitvorrichtung 8 auf, die das
Kaltluftvolumen in einen dem Zusatzheizaggregat 4 und den
Kühlrippen 2a zugeordneten
Bereich und einen Bereich eines Kaltluft-Strömungskanals entlang einer Hilfslinie 16 teilt.
Dabei bleibt eine Anströmöffnung oder
Einlassöffnung 14 zur
Anströmung
des Zusatzheizaggregates 4 und der Kühlrippen 2a frei.
Die Klappe 6a ist zudem so angeordnet, dass sie in der
ersten Stellung, mit durchgezogener Linie dargestellt, den Kaltluft-Strömungskanal
verschließt
und der Luftrom über
das Heizaggregat 4 und die Kühlrippen 2 führt. In
der zweiten Stellung der Klappe 6a, gestrichelt in 2 dargestellt,
kann die Luft sowohl durch den Kaltluft-Strömungskanal als auch über das
Heizaggregat 4 und die Kühlrippen 2 strömen.
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Analog
wie zu 1 beschrieben sind auch hier die erste Klappe 6a und
die Klappe 24 korreliert und können in einer möglichen
Ausführungsform über ein
gemeinsames Bedienelement gesteuert werden, so dass in der Kaltstellung,
mit gestrichelter Linie der ersten Klappe 6a und durchgezogener
Linie der zweiten Klappe 24 dargestellt, der Luftstrom
am Zusatzheizaggregat vorbei und durch den Kaltluftströmungskanal
und dann durch den By-pass-Kanal 26 am
Heizwärmetauschen 20 vorbeigeleitet
wird. In der ersten Warmstellung, mit gestrichelten Linien der Klappen 6a und 24 dargestellt,
wird dahingegen die Luft am Heizaggregat vorbei und durch den Heizwärmetauscher 20 in
das Warmluftvolumen 30 geleitet. Zudem ist eine zweite
Heizstellung einstellbar, dargestellt mit durchgezogener Linien
der ersten Klappe 6a und gestrichelter Linie der zweiten
Klappe 24, bei der der Luftstrom zuerst über das
Heizaggregat, da der Kaltluftströmungskanal
verschlossen ist, und dann durch den Heizwärmetauscher 20 in
das Warmluftvolumen 30 geleitet wird. Dabei können sowohl
zwischen der Kaltstellung und der ersten Heizstellung als auch zwischen
der ersten und der zweiten Heizstellung Zwischenstellungen möglich sein.
Wobei auch hier Zwischenstellungen zwischen allen Stellungen möglich sein
können.
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Die
Bereiche in denen sich die Klappen bewegen können dabei direkt aneinander
angrenzen oder sogar überlagert
sein, so dass beispielsweise die erste Klappe 6a und die
zweite Klappe 24 sich in bestimmten Positionen berühren können um
eine möglichst
gute Abdichtung des Luftstroms zu gewährleisten bei gleichzeitig
geringem Platzbedarf.
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Zudem
ist ein reiner Standheizungsbetrieb möglich bei dem der Luftstrom über das
Heizaggregat und dann weiter durch den By-pass Kanal am Heizwärmetauscher
vorbei geführt
wird (Position dargestellt mit durchgezogener Linie beider Klappen).
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Dabei
ist auch hier eine Korrelation der Klappenstellungen, insbesondere
der ersten Klappe 6a, mit der Heizungsteuerung in oben
bezüglich 1 beschriebener
Weise möglich.
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In
dieser Ausführungsform
sind im Gegensatz zu der Ausführungsform
aus 1 keine Aussparungen in den Kühlrippen 2a vorgesehen,
was eine höhere
Heizleistung bei geringeren Produktionskosten bewirkt. Zudem verhindert
die Luftleitvorrichtung 8 ein Anströmen des Zusatzheizaggregates
und der Kühlrippen
entlang des gestrichelten Pfeils 10.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
zu 1 und 2 beschriebenen Heiz- und Klimaanlage
mit Zusatzheizung, die sich im Wesentlichen im Bereich des Kaltluftvolumens,
insbesondere der Zusatzheizung 4, der Kühlrippen 2, 2a, 2b sowie der
Klappe 6, 6a, 6b von der oben zu 1 und
zu 2 beschriebenen Heiz- und Klimaanlage mit Zusatzheizung
unterscheidet. Die in 3 dargestellte Heiz- und Klimaanlage
weist ebenfalls eine Luftleitvorrichtung 8 auf, die das
Kaltluftvolumen in einen dem Zusatzheizaggregat 4 und den
Kühlrippen 2b zugeordneten
Bereich und einen Kaltluft-Strömungskanal
Bereich entlang einer Hilfslinie 16 teilt. Dabei bleibt
eine Anströmöffnung 14 zur
Anströmung
des Zusatzheizaggregates 4 und der Kühlrippen 2b frei. Die
Fahnenklappe 6b ist dabei so an der Luftleitvorrichtung 8 angeordnet,
dass sie in einer ersten Stellung, in 3 mit durchgezogener
Linie dargestellt, den Kaltluft-Strömungskanal verschließt und in
einer zweiten Stellung, in 3 mit gestrichelter
Linie dargestellt, das Heizaggregat verschließt.
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Analog
wie zu 1 und 2 beschrieben können auch
hier die erste Klappe 6b und die Klappe 24 korreliert
sein und über
ein gemeinsames Bedienelement gesteuert werden, so dass in der Kaltstellung,
mit gestrichelter Linie der ersten Klappe 6b und durchgezogener
Linie der zweiten Klappe 24 dargestellt, der Luftstrom
am Zusatzheizaggregat, bei dem die Ausströmöffnung versprerrt ist, vorbei
durch den Kaltluft-Strömungskanal
und dann durch den By pass-Kanal 26 am Heizwärmetauschen 20 vorbeigeleitet
wird. In der ersten Heizstellung, mit gestrichelten Linien der Klappen 6b und 24 dargestellt,
wird dahingegen die Luft am Heizaggregat vorbei und durch den Heizwärmetauscher 20 in
das Warmluftvolumen 30 geleitet. Wobei auch hier Zwischenstellungen möglich sein
können.
Zudem ist eine zweite Heizstellung einstellbar, dargestellt mit
durchgezogener Linien der ersten Klappe 6b und gestrichelter
Linie der zweiten Klappe 24, bei der der Luftstrom zuerst über das
Heizaggregat, da der Kaltluftströmungskanal verschlossen
ist, und dann durch den Heizwärmetauscher 20 in
das Warmluftvolumen 30 geleitet wird. Dabei können sowohl
zwischen der Kaltstellung und der ersten Heizstellung als auch zwischen
der ersten und der zweiten Heizstellung Zwischenstellungen möglich sein.
Wobei auch hier Zwischenstellungen zwischen allen Stellungen möglich sein
können.
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Auch
hier ist ein reiner Standheizungsbetrieb möglich bei dem der Luftstrom über das
Heizaggregat und dann weiter durch den By-pass Kanal am Heizwärmetauscher
vorbei geführt
wird (Position dargestellt mit durchgezogener Linie beider Klappen).
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Zudem
ist auch hier eine Korrelation der Klappenstellungen, insbesondere
der ersten Klappe 6b, mit der Heizungsteuerung in oben
bezüglich 1 beschriebener
Weise möglich.
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Der
Fachmann wird auch hier weitere Positionen der Klappen und daraus
resultierende Betriebsarten erkennen.
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Dabei
sind das Warmluftvolumen und alle weiter strömungstechnischen Details, mit
der zu 1 beschriebenen Ausführungsform identisch.