DE102007025371B4

DE102007025371B4 - Air conditioning apparatus, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE102007025371B4
Application number: DE102007025371.2A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Derx
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: DE102007025371A1

Abstract

Klimatisierungsgerät (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse (12), das einen Lufteintritt (14) aufweist, mindestens einen Wärmetauscher (16; 22), durch den mindestens ein Teil einer durch den Lufteintritt (14) in das Gehäuse (12) strömenden Luft geleitet werden kann, eine Mischkammer (26) und mindestens einen ersten und einen zweiten Luftaustritt (28, 32), wobei ein Luftsammelkanal (34) für Luft, die den Wärmetauscher (16; 22) durchströmt hat, vorgesehen ist, und der Luftsammelkanal (34) in einem Inneren der Mischkammer (26) angeordnet ist und mit mindestens einer Luftabströmöffnung (38) versehen ist, wobei sich der Luftsammelkanal (34) quer über eine gesamte Breite des Gehäuses (12) senkrecht zur Vertikalen und senkrecht zu einer normalen Fahrtrichtung des Kraftahrzeugs erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass an den seitlichen Außenenden des Luftsammelkanals (34) Luftabströmöffnungen (42) vorgesehen sind, die jeweils zu einem Frontfußraum-Belüftungskanal (44) führen.Air conditioning unit (10), in particular for motor vehicles, having a housing (12) which has an air inlet (14), at least one heat exchanger (16; 22) through which at least part of a ) flowing air can be guided, a mixing chamber (26) and at least one first and one second air outlet (28, 32), wherein an air collection channel (34) for air that has flowed through the heat exchanger (16; 22) is provided, and the air collection duct (34) is arranged in an interior of the mixing chamber (26) and is provided with at least one air outflow opening (38), the air collection duct (34) extending across an entire width of the housing (12) perpendicular to the vertical and perpendicular to a normal direction of travel of the motor vehicle, characterized in that air discharge openings (42) are provided at the lateral outer ends of the air collection duct (34), each leading to a front footwell ventilation duct (44).

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimatisierungsgerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an air conditioning device, in particular for motor vehicles, according to the preamble of claim 1.

Solche Klimatisierungsgeräte werden bei Kraftfahrzeugen verwendet, um dem Fahrzeuginnenraum Luft derart zuzuführen, daß sich im Innenraum ein Klima einstellt, welches von den Fahrzeuginsassen als angenehm empfunden wird. Zu diesem Zweck kann die Luft vom Wärmetauscher gekühlt oder erwärmt werden. Meist sind mehrere Wärmetauscher vorgesehen, nämlich zum einen ein Verdampfer einer Klimaanlage, mit dem die Luft gekühlt werden kann, sowie mindestens ein Heizungswärmetauscher, mit dem die Luft erwärmt werden kann.Such air conditioning devices are used in motor vehicles in order to supply air to the vehicle interior in such a way that a climate is established in the interior which is perceived as pleasant by the vehicle occupants. For this purpose, the air can be cooled or heated by the heat exchanger. Usually several heat exchangers are provided, namely on the one hand an evaporator of an air conditioning system, with which the air can be cooled, and at least one heating heat exchanger, with which the air can be heated.

Die auf diese Weise auf die gewünschte Temperatur gebrachte Luft kann dann aus der Mischkammer des Gehäuses durch verschiedene Luftaustritte zum Fahrzeuginnenraum geleitet werden. Ein erster Luftaustritt ist üblicherweise der Windschutzscheibe des Fahrzeugs zugeordnet, insbesondere den sogenannten Defrosterdüsen, mit denen das Beschlagen und/oder Vereisen der Windschutzscheibe verhindert werden soll. Ein zweiter Luftaustritt ist mit Belüftungsdüsen für den Fahrzeuginnenraum verbunden. Diese Belüftungsdüsen sind beispielsweise im Armaturenbrett angeordnet. Schließlich werden üblicherweise dritte Luftaustritte verwendet, die dazu dienen, Luft dem Fußraum des Fahrzeugs, entweder im Frontbereich oder im Fondbereich, zuzuführen.The air brought to the desired temperature in this way can then be directed from the mixing chamber of the housing through various air outlets to the vehicle interior. A first air outlet is usually associated with the windshield of the vehicle, in particular the so-called defroster nozzles, which are intended to prevent the windshield from misting up and/or icing up. A second air outlet is connected to ventilation nozzles for the vehicle interior. These ventilation nozzles are arranged, for example, in the dashboard. Finally, third vents are commonly used, which are used to supply air to the footwell of the vehicle, either in the front or in the rear.

Es lässt sich leicht nachvollziehen, daß der Ort im Fahrzeuginnenraum, für den die aus dem entsprechenden Luftaustritt ausströmende Luft bestimmt ist, Auswirkungen auf die bevorzugte Anordnung des entsprechenden Luftaustritts hat. Der erste Luftaustritt, der zu den Defrosterdüsen führt, ist bezogen auf ein Armaturenbrett sinnvollerweise am oberen vorderen Bereich der Mischkammer angeordnet. Der zweite Luftaustritt, der für die zum Fahrzeuginnenraum geleitete Luft verantwortlich ist, ist dagegen eher im Bereich des oberen hinteren Bereichs der Mischkammer angeordnet. Der dritte Luftaustritt, der die Luft für den Fußraum aus der Mischkammer herausführt, ist dagegen sinnvollerweise im unteren Bereich der Mischkammer angeordnet. Betrachtet man einen Querschnitt durch die Mischkammer und unterstellt man als Bezugssystem ein gedachtes Zifferblatt einer Uhr, bei der die „12“ nach oben weist und die „9“ nach vorne (jeweils bezogen auf ein übliches Bezugssystem eines Kraftfahrzeugs), liegt der erste Luftaustritt im Bereich der 12 Uhr Position. Der zweite Luftaustritt wird sinnvollerweise im Bereich der 2-Uhr-Position liegen, und der dritte Luftaustritt wird sinnvollerweise im Bereich der 5-Uhr-Position liegen.It can be easily understood that the location in the vehicle interior for which the air flowing out of the corresponding air outlet is intended has an impact on the preferred arrangement of the corresponding air outlet. The first air outlet, which leads to the defroster nozzles, is sensibly arranged in relation to a dashboard at the upper front area of the mixing chamber. On the other hand, the second air outlet, which is responsible for the air conveyed to the passenger compartment, is arranged more in the region of the upper rear region of the mixing chamber. The third air outlet, which takes the air out of the mixing chamber for the footwell, is sensibly located in the lower area of the mixing chamber. If you look at a cross-section through the mixing chamber and use an imaginary clock face as the reference system, with the “12” pointing up and the “9” pointing forward (each in relation to a normal reference system of a motor vehicle), the first air outlet is in the Area of the 12 o'clock position. The second air outlet will usefully be around the 2 o'clock position and the third air outlet will usefully be around the 5 o'clock position.

Dies wäre unproblematisch, wären da nicht die Wünsche der Fahrzeuginsassen an das Klima im Innenraum. Im Allgemeinen wird ein Klima dann als angenehm empfunden, wenn die Temperatur im Fußbereich höher ist als im Kopfbereich. Hieraus folgt, daß die aus dem zweiten Luftaustritt austretende Luft eine geringere Temperatur haben sollte als die Luft, die aus dem dritten Luftaustritt austritt. Um aber eine maximale Wirksamkeit der Defrosterdüsen zu erhalten, sollte die aus dem ersten Luftaustritt austretende Luft wiederum eine möglichst hohe Temperatur haben. Hieraus ergibt sich, daß in der Mischkammer eine Temperaturschichtung aufgebaut werden muss bei der die Luft oben und unten, also für den ersten und den dritten Luftaustritt, eine möglichst hohe Temperatur hat, während dazwischen, also im Bereich des zweiten Luftaustritts, eine niedrigere Temperatur vorhanden sein sollte.This would not be a problem if the vehicle occupants did not want the climate in the interior. In general, a climate is perceived as pleasant when the temperature in the foot area is higher than in the head area. It follows that the air exiting the second air outlet should have a lower temperature than the air exiting the third air outlet. However, in order to obtain maximum effectiveness of the defroster nozzles, the air exiting from the first air outlet should again have the highest possible temperature. This means that a temperature stratification must be built up in the mixing chamber in which the air at the top and bottom, i.e. for the first and third air outlet, has the highest possible temperature, while in between, i.e. in the area of the second air outlet, there is a lower temperature should be.

Es sind im Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt, die gewünschte Temperaturschichtung im Innenraum des Fahrzeugs herbeizuführen. Ein Ansatz besteht darin, im Inneren der Mischkammer einen Zusatzkanal zu verwenden, der die warme Luft gezielt vom Heizungswärmetauscher zum ersten Luftaustritt führt. Dies gewährleistet, daß den Defrosterdüsen Luft mit einer hohen Temperatur zugeführt werden kann, während im Rest der Mischkammer eine Temperaturschichtung mit zwei unterschiedlichen Bereichen herbeigeführt wird, nämlich einer höheren Temperatur für den dritten Luftaustritt und einer niedrigeren Temperatur für den zweiten Luftaustritt. Diese Lösung ist aus der DE 40 22 932 A1 bekannt.Various approaches are known in the prior art for bringing about the desired temperature stratification in the interior of the vehicle. One approach is to use an additional duct inside the mixing chamber that directs the warm air from the heating system heat exchanger to the first air outlet. This ensures that air at a high temperature can be supplied to the defroster vents while the rest of the mixing chamber is temperature stratified with two distinct zones, namely a higher temperature for the third air outlet and a lower temperature for the second air outlet. This solution is from the DE 40 22 932 A1 known.

Eine andere Lösung besteht darin, den dritten Luftaustritt im Bereich der 11-Uhr-Position der Mischkammer anzuordnen und die dort entnommene Luft mittels eines Kanals außen um das Gehäuse des Klimatisierungsgerätes herum nach unten zu führen. Dies ermöglicht, in der Mischkammer nur zwei Temperaturbereiche erzeugen zu müssen, nämlich einen Bereich mit niedriger Temperatur für den zweiten Luftauslass und einen Bereich mit höherer Temperatur für den ersten und den dritten Luftauslass. Diese Lösung ist aus der DE 102 61 036 A1 bekannt.Another solution consists in arranging the third air outlet in the region of the 11 o'clock position of the mixing chamber and guiding the air extracted there downwards by means of a duct outside around the housing of the air conditioning unit. This makes it possible to create only two temperature zones in the mixing chamber, namely a zone with a low temperature for the second air outlet and a zone with a higher temperature for the first and the third air outlet. This solution is from the DE 102 61 036 A1 known.

Die gattungsgemäße US 2002/ 0 157 811 A1 zeigt ein Klimatisierungsgerät mit einem Gehäuse, in dem über die Breite des Gehäuses betrachtet mehrere parallele Kanäle vorgesehen sind, die jeweils zu Luftaustritten führen und mit denen die Durchmischung von warmer und kalter Luft verbessert werden soll.Generic US 2002/0 157 811 A1 shows an air conditioning device with a housing in which several parallel channels are provided across the width of the housing, each leading to air outlets and with which the mixing of warm and cold air is intended to be improved.

In der US 6 425 818 B1 wird ein ähnliches Design vorgeschlagen, um Bauraum einzusparen.In the U.S. 6,425,818 B1 a similar design is proposed to save space.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Klimatisierungsgerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß mit geringem konstruktivem Aufwand ein kompaktes Klimatisierungsgerät erhalten wird, mit dem die gewünschte Temperaturschichtung herbeigeführt werden kann.The object of the invention is to further develop an air-conditioning device of the type mentioned at the outset in such a way that a compact air-conditioning device is obtained with little structural effort, with which the desired temperature stratification can be brought about.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind gemäß der Erfindung bei einem Klimatisierungsgerät der eingangs genannten Art die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, in der Mischkammer physikalisch einen Bereich abzutrennen, in welchem Luft, insbesondere warme Luft, gesammelt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Luftsammelkanal vorgesehen, der sich nach Art einer Dachrinne quer durch die Mischkammer erstreckt. Er ist dabei vorzugsweise in der Nähe des ersten Luftaustritts angeordnet, so daß eine Temperaturschichtung mit nur zwei Temperaturniveaus ausreichend ist, um den Defrosterdüsen und dem Fußraum auf der einen Seite und dem Fahrzeuginnenraum auf der anderen Seite Luft mit unterschiedlichen Temperaturen zuzuführen. Der im Inneren der Mischkammer angeordnete Luftsammelkanal ermöglicht es, auf platzaufwendige Luftführungskanäle außerhalb des Gehäuses zu verzichten. Weiterhin ist es nicht notwendig, aufwendige Maßnahmen wie Luftumlenkbleche oder sogar zusätzliche Klappen im Inneren der Mischkammer zu verwenden, um die gewünschte Temperaturschichtung herbeizuführen.To solve this problem, the features of claim 1 are provided according to the invention in an air conditioning device of the type mentioned. The invention is based on the basic idea of physically separating an area in the mixing chamber in which air, in particular warm air, can be collected. For this purpose, the air collection channel is provided, which extends transversely through the mixing chamber in the manner of a gutter. It is preferably arranged in the vicinity of the first air outlet, so that temperature stratification with only two temperature levels is sufficient to supply air at different temperatures to the defroster vents and the footwell on the one hand and the vehicle interior on the other. The air collection duct arranged inside the mixing chamber makes it possible to dispense with space-consuming air ducts outside the housing. Furthermore, it is not necessary to use complex measures such as air baffle plates or even additional flaps inside the mixing chamber in order to bring about the desired temperature stratification.

Der Luftsammelkanal erstreckt sich über die gesamte Breite des Gehäuses, also von der rechten bis zur linken Seite. Dies gewährleistet, daß die gemischte Luft in diesem Bereich wirksam aufgefangen wird.The air collection duct extends over the entire width of the housing, i.e. from the right to the left side. This ensures that the mixed air in this area is effectively captured.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Luftabströmöffnung des Luftsammelkanals zu einem Fußraumbelüftungskanal führt. Dies ermöglicht es, die gemischte Luft des Luftsammelkanals dorthin zu führen, wo Luft mit hoher Temperatur gewünscht wird, nämlich im Fußraum. Dabei kann es sich sowohl um den Frontfußraum als auch um den Fondfußraum handeln.Provision is preferably made for the air outflow opening of the air collection duct to lead to a footwell ventilation duct. This makes it possible to direct the mixed air of the air plenum to where high-temperature air is desired, namely in the footwell. This can be both the front footwell and the rear footwell.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Fußraumbelüftungskanal sich durch die Mischkammer erstreckt. Auf diese Weise wird die Luft zur Klimatisierung des Fußraumes unmittelbar und ohne Umwege in die Richtung geführt, in der sie benötigt wird, nämlich schräg nach unten. Der Fußraumbelüftungskanal erstreckt sich dann vorzugsweise von vorne oben nach schräg unten durch die Mischkammer, so daß er etwa im Bereich der 5-Uhr-Position aus der Mischkammer austritt, also in der Position, die geometrisch aufgrund der räumlichen Gegebenheiten sinnvoll ist.Provision is preferably made for the footwell ventilation duct to extend through the mixing chamber. In this way, the air for air conditioning in the footwell is guided directly and without detours in the direction in which it is needed, namely diagonally downwards. The footwell ventilation duct then extends through the mixing chamber preferably from the front top downwards obliquely, so that it emerges from the mixing chamber at about the 5 o'clock position, ie in the position that makes sense geometrically due to the spatial conditions.

In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten kann eine einzige Luftaustrittsöffnung mit einem einzigen Fußraumbelüftungskanal verwendet werden, oder es können mehrere Luftaustrittsöffnungen mit entsprechend mehreren Fußraumbelüftungskanälen vorgesehen sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Luftabströmöffnung bzw. Luftabströmöffnungen im wesentlichen symmetrisch bezüglich einer Mittelebene des Gehäuses angeordnet ist bzw. sind. Im Falle einer einzigen Luftaustrittsöffnung ist diese also vorzugsweise in der Mittelebene angeordnet. Zwei Luftaustrittsöffnungen sind dementsprechend symmetrisch auf der einen und der anderen Seite der Mittelebene angeordnet. Der Luftsammelkanal ermöglicht es dabei, die Luftaustrittsöffnungen und die Fußraumbelüftungskanäle allein entsprechend den räumlichen Anforderungen anzuordnen, beispielsweise ganz außen seitlich am Gehäuse oder näher an der Mittelebene. Hinsichtlich der Funktion des Ableitens der insbesondere warmen Luft aus der Mischkammer zum Fußraum ist es nämlich technisch ohne Einfluss ob die Luftaustrittsöffnungen eher mittig am Luftsammelkanal oder weiter außen angeordnet sind. Das Konzept des Luftsammelkanals mit ausgehend von diesem schräg durch die Mischkammer verlaufenden Fußraumbelüftungskanälen ermöglicht es daher, das jeweilige Klimatisierungsgerät flexibel an die räumlichen Anforderungen in unterschiedlichen Fahrzeugmodellen anzupassen.Depending on the particular circumstances, a single air outlet opening can be used with a single footwell ventilation duct, or multiple air outlet openings can be provided with a corresponding number of footwell ventilation ducts. Provision is preferably made for the air outflow opening or air outflow openings to be arranged essentially symmetrically with respect to a central plane of the housing. In the case of a single air outlet opening, this is therefore preferably arranged in the central plane. Accordingly, two air outlet openings are arranged symmetrically on one side and the other side of the center plane. The air collection duct makes it possible to arrange the air outlet openings and the footwell ventilation ducts solely according to the spatial requirements, for example on the very outside on the side of the housing or closer to the center plane. With regard to the function of discharging the particularly warm air from the mixing chamber to the footwell, it is technically irrelevant whether the air outlet openings are arranged more centrally on the air collection duct or further to the outside. The concept of the air collection duct with footwell ventilation ducts running obliquely through the mixing chamber, starting from this, therefore makes it possible to adapt the respective air conditioning device flexibly to the spatial requirements in different vehicle models.

An den Außenenden des Luftsammelkanals sind Luftabströmöffnungen vorgesehen, die zu einem Frontfußraum-Belüftungskanal führen. In Kombination mit den Fußraumbelüftungskanälen, die sich quer durch die Mischkammer erstrecken und zur Belüftung eines Fondfußraums dienen, kann mit geringem Aufwand und weiterhin kompaktem Gehäuse eine gezielte Belüftung sowohl des Frontfußraumes als auch des Fondfußraumes verwirklicht werden.Air outflow openings are provided at the outer ends of the air collection duct, which lead to a front footwell ventilation duct. In combination with the footwell ventilation ducts, which extend across the mixing chamber and serve to ventilate a rear footwell, targeted ventilation of both the front footwell and the rear footwell can be achieved with little effort and a compact housing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Wärmetauscher ein Verdampfer ist und daß der Boden des Luftsammelkanals unterhalb des oberen Randes des Verdampfers liegt. Anders ausgedrückt überlappt der Luftsammelkanal, in horizontaler Richtung betrachtet, mit dem Verdampfer. Dies führt zu einem in vertikaler Richtung besonders kompakten Aufbau. Dabei kann sogar vorgesehen sein, daß der Luftsammelkanal vollständig unterhalb des oberen Randes des Verdampfers liegt. Es wurde nämlich festgestellt, daß diese Überlappung keinen negativen Einfluss auf den Strömungswiderstand für die Luft beim Durchströmen des Verdampfers hat. Überraschenderweise wurde sogar festgestellt, daß ein Luftsammelkanal, der vollständig „hinter“ dem Verdampfer liegt, sogar zu einer Verbesserung der Durchmischung des vom Verdampfer stammenden Luftstroms mit dem Luftstrom führt, der durch einen weiteren Wärmetauscher geführt wurde, nämlich durch einen Heizungswärmetauscher.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the heat exchanger is an evaporator and that the bottom of the air collecting duct lies below the upper edge of the evaporator. In other words, the air collection duct overlaps the evaporator when viewed in the horizontal direction. This leads to a structure that is particularly compact in the vertical direction. It can even be provided that the air collection duct lies completely below the upper edge of the evaporator. It has been found that this overlap has no negative effect on the flow resistance for the air as it flows through the evaporator. Surprisingly, it was even found that an Luftsam duct, which is located completely "behind" the evaporator, even leads to an improvement in the mixing of the air flow originating from the evaporator with the air flow that has passed through another heat exchanger, namely a heating heat exchanger.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste Luftaustritt einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist und der zweite Luftaustritt dem Innenraum des Kraftfahrzeugs und daß der Luftsammelkanal zwischen dem Verdampfer und dem zweiten Luftaustritt angeordnet ist. Anders ausgedrückt schirmt der Luftsammelkanal den direkten Weg vom Verdampfer zum zweiten Luftaustritt ab. Dies führt dazu, daß der Luftsammelkanal als Dämpfer für Schall wirkt. Der Luftsammelkanal verhindert, daß dieser Schall durch die zweite Austrittsöffnung in den Innenraum des Fahrzeugs abgestrahlt wird. Auf diese Weise werden die Betriebsgeräusche der Klimaanlage, die für den Fahrzeuginsassen im Innenraum wahrnehmbar sind, deutlich verringert.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the first air outlet is associated with a windscreen of the motor vehicle and the second air outlet is associated with the interior of the motor vehicle and that the air collecting duct is arranged between the evaporator and the second air outlet. In other words, the air collection channel shields the direct path from the evaporator to the second air outlet. This results in the air plenum acting as a damper for sound. The air collection duct prevents this sound from being radiated through the second outlet opening into the interior of the vehicle. In this way, the operating noise of the air conditioning system, which can be heard by the vehicle occupants in the interior, is significantly reduced.

Üblicherweise sind im Gehäuse zwei Wärmetauscher vorgesehen, nämlich ein Verdampfer einer Klimaanlage und ein Heizungswärmetauscher, der vom Kühlmittel eines Verbrennungsmotors durchströmt wird.Two heat exchangers are usually provided in the housing, namely an evaporator of an air conditioning system and a heating heat exchanger through which the coolant of an internal combustion engine flows.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird der Luftsammelkanal von warmer Luft gespeist, die den Heizungswärmetauscher durchströmt hat, so daß der Luftsammelkanal auch als Warmluftsammelkanal bezeichnet werden könnte.According to the preferred embodiment, the air collection duct is fed with warm air that has flowed through the heating system heat exchanger, so that the air collection duct could also be referred to as a warm air collection duct.

Im Hinblick auf einen kompakten Aufbau des Klimatisierungsgerätes ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Boden des Luftsammelkanals und dem oberen Rand des Heizungswärmetauschers ein Strömungsweg verbleibt, dessen Höhe vorzugsweise weniger als 70% der Höhe des Verdampfers beträgt, jedoch mindestens 30%. Auf diese Weise ergeben sich ausreichende Strömungsquerschnitte, ohne daß das Gehäuse in vertikaler Richtung größer baut als herkömmliche Gehäuse.With regard to a compact design of the air conditioning unit, it is advantageous if a flow path remains between the bottom of the air collection duct and the upper edge of the heating heat exchanger, the height of which is preferably less than 70% of the height of the evaporator, but at least 30%. This results in sufficient flow cross sections without the housing being larger in the vertical direction than conventional housing.

Im Inneren der Mischkammer kann eine Umlenkvorrichtung vorgesehen sein, welche die in die Mischkammer direkt vom Verdampfer eintretende Luft mit der Luft mischen kann, die vom Heizungswärmetauscher in die Mischkammer eintritt. Eine solche Umlenkvorrichtung erleichtert es, im Inneren der Mischkammer die gewünschte Temperaturschichtung einzustellen.A deflection device can be provided inside the mixing chamber, which can mix the air entering the mixing chamber directly from the evaporator with the air entering the mixing chamber from the heating heat exchanger. Such a deflection device makes it easier to set the desired temperature stratification inside the mixing chamber.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous configurations of the invention result from the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

- 1 eine perspektivische Ansicht eines teilgeschnittenen Klimatisierungsgerätes gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 schematisch einen Querschnitt durch das Klimatisierungsgerät von 1;
- 3 einen schematisierten Längsschnitt durch das Klimatisierungsgerät von 1, wobei Ausführungsvarianten angedeutet sind; und
- 4 einen Schnitt entsprechend der Darstellung von 2 durch ein Klimatisierungsgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform.

The invention is described below with reference to various embodiments which are illustrated in the accompanying drawings. In these show:

- 1 a perspective view of a partially cut air conditioning device according to a first embodiment;
- 2 schematically shows a cross section through the air conditioning unit from 1 ;
- 3 a schematic longitudinal section through the air conditioning unit from 1 , wherein variants are indicated; and
- 4 a section as shown in 2 by an air conditioner according to a second embodiment.

In den 1 und 2 ist ein Klimatisierungsgerät gezeigt, das dazu verwendet werden kann, die Temperatur von Luft, die einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird, auf einen gewünschten Wert zu bringen. Obwohl das Klimatisierungsgerät nachfolgend in seiner Anwendung bei einem Kraftfahrzeug beschrieben wird, ist grundsätzlich denkbar, das Klimatisierungsgerät auch in anderer Weise einzusetzen.In the 1 and 2 there is shown an air conditioning apparatus which can be used to bring the temperature of air supplied to a passenger compartment of a motor vehicle to a desired value. Although the air conditioning device is described below in its application in a motor vehicle, it is basically conceivable to use the air conditioning device in a different way.

Soweit nachfolgend Begriffe wie „oben“, „unten“, „vorne“, etc. verwendet werden, wird damit auf ein Kraftfahrzeug in üblicher Ausrichtung Bezug genommen. „Oben“ entspricht also einer Richtung zum Fahrzeugdach hin und in einem kartesischen Koordinatensystem der z-Richtung. „Vorne“ entspricht der normalen Fahrtrichtung bei Vorwärtsfahrt und der x-Achse eines kartesischen Koordinatensystems. Die y-Richtung dieses Koordinatensystems erstreckt sich also im Fahrzeug seitlich nach links.Insofar as terms such as "top", "bottom", "front", etc. are used below, reference is made to a motor vehicle in the usual orientation. "Up" therefore corresponds to a direction towards the vehicle roof and in a Cartesian coordinate system to the z-direction. "Front" corresponds to the normal direction of travel when driving forward and the x-axis of a Cartesian coordinate system. The y-direction of this coordinate system thus extends laterally to the left in the vehicle.

Das Klimatisierungsgerät weist ein Gehäuse 12 auf, das mit einem Lufteintritt 14 versehen ist. In der Strömungsrichtung der Luft durch das Klimatisierungsgerät betrachtet, ist hinter dem Lufteintritt ein Verdampfer 16 angeordnet, der einer der Wärmetauscher einer Klimaanlage ist. Der Verdampfer ermöglicht es, der durch den Lufteintritt 14 eintretenden Luft Wärme zu entziehen.The air conditioning device has a housing 12 which is provided with an air inlet 14 . Viewed in the flow direction of the air through the air conditioning unit, an evaporator 16 is arranged behind the air inlet, which is one of the heat exchangers of an air conditioning system. The evaporator allows heat to be extracted from the air entering through the air inlet 14 .

Hinter dem Verdampfer 16 sind zwei Steuerklappen 18, 20 angeordnet, mit denen beeinflusst werden kann, welcher Teil der Luft durch einen Heizungswärmetauscher 22 strömt, der im unteren Bereich des Gehäuses angeordnet ist und ein zweiter Wärmetauscher der Klimaanlage ist. Mit diesem kann der Luft Wärme zugeführt werden. Hinter der Steuerklappe 18 und oberhalb des Heizungswärmetauschers 22 ist eine Umlenkvorrichtung 24 angeordnet, die gewährleistet, daß der durch die Steuerklappe 18 strömende Luftstrom mit dem durch den Heizungswärmetauscher 22 strömenden Luftstrom gut vermischt wird. Oberhalb der Umlenkvorrichtung 24 ist im Gehäuse eine Mischkammer 26 gebildet, in welche die Luft nach Durchströmen der Umlenkvorrichtung 24 gelangt. Aus der Mischkammer 26 und damit aus dem Gehäuse 12 kann die Luft durch einen ersten Luftaustritt 28 mit einer Steuerklappe 30 und einen zweiten Luftaustritt 32 mit einer Steuerklappe 33 austreten. Der erste Luftaustritt 28 führt zu Defrosterdüsen in der Nähe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs, und der zweite Luftaustritt 32 führt zu Belüftungskanälen für den Fahrzeuginnenraum, insbesondere im Bereich des Armaturenbretts.Two control flaps 18, 20 are arranged behind the evaporator 16, with which it is possible to influence which part of the air flows through a heating heat exchanger 22, which is arranged in the lower region of the housing and is a second heat exchanger of the air conditioning system. With this, heat can be supplied to the air. Behind the control flap 18 and above the heating heat exchanger 22, a deflection device 24 is arranged, which ensures that the airflow flowing through the control flap 18 with the through the Heating heat exchanger 22 flowing air flow is well mixed. A mixing chamber 26 is formed in the housing above the deflection device 24 and the air enters this chamber after it has flowed through the deflection device 24 . The air can exit from the mixing chamber 26 and thus from the housing 12 through a first air outlet 28 with a control flap 30 and a second air outlet 32 with a control flap 33 . The first air outlet 28 leads to defroster vents near the windshield of the vehicle and the second air outlet 32 leads to ventilation ducts for the vehicle interior, particularly in the dashboard area.

Im Inneren der Mischkammer 26 ist ein Luftsammelkanal 34 angeordnet, der sich, vergleichbar einer Regenrinne, in y-Richtung quer durch das gesamte Gehäuse 12 erstreckt und hier an einer linken Seitenwand anschließt. Dem Luftsammelkanal 34 ist eine Steuerklappe 36 zugeordnet, mit der beeinflusst werden kann, welches Luftvolumen in den Luftsammelkanal 34 eintreten kann. Die in den Luftsammelkanal eintretende Luft ist durch einen Pfeil symbolisiert.Inside the mixing chamber 26 there is an air collection duct 34 which, comparable to a rain gutter, extends in the y-direction across the entire housing 12 and is connected here to a left-hand side wall. A control flap 36 is associated with the air collection duct 34 and can be used to influence the volume of air that can enter the air collection duct 34 . The air entering the air collection duct is symbolized by an arrow.

Der Luftsammelkanal 34 ist hier mit zwei Luftabströmöffnungen 38 versehen, an die jeweils ein Fondfußraum-Belüftungskanal 40 angeschlossen ist. Dieser erstreckt sich quer durch die Mischkammer 26 nach vorne unten und ermöglicht, daß ein Teil der Luft aus dem Luftsammelkanal 34 hin zu Belüftungsdüsen für den Fondfußraum geleitet wird.The air collection duct 34 is provided here with two air outflow openings 38, to each of which a rear footwell ventilation duct 40 is connected. This extends forwardly and downwardly across the mixing chamber 26 and allows some of the air from the air plenum 34 to be directed to rear footwell air vents.

An den Stirnseiten des Luftsammelkanals 34, also an seinen seitlichen Enden, sind weitere Luftabströmöffnungen 42 vorgesehen, mittels denen jeweils ein Frontfußraum-Belüftungskanal 44 angeschlossen ist. Auf diese Weise lässt sich eine Vier-Zonen-Klimatisierungsanlage schaffen.On the end faces of the air collection duct 34, that is to say on its lateral ends, further air outflow openings 42 are provided, by means of which a front footwell ventilation duct 44 is connected in each case. In this way, a four-zone air conditioning system can be created.

Der besondere Vorteil bei der Verwendung des Luftsammelkanals 34 besteht darin, daß im Inneren der Mischkammer 26 eine Temperaturschichtung herbeigeführt werden muss die lediglich zwei Niveaus aufweist, nämlich ein höheres und ein niedrigeres Temperaturniveau. Vereinfacht ausgedrückt wird im hinteren Bereich der Mischkammer, also bezogen auf 2 rechts, ein niedrigeres Temperaturniveau eingestellt, während im vorderen Bereich der Misch-kammer ein höheres Temperaturniveau eingestellt wird. Auf diese Weise wird der Luftaustritt 32, die zur Belüftung des Fahrzeuginnenraums dient, mit Luft mit etwas niedrigerer Temperatur versorgt, während der zu den Defrosterdüsen führende Luftaustritt 28 und der die Fußraumbelüftungskanäle versorgende Luftsammelkanal 34 mit Luft mit einer höheren Temperatur versorgt werden.The particular advantage of using the air collection duct 34 is that temperature stratification must be brought about inside the mixing chamber 26, which has only two levels, namely a higher and a lower temperature level. To put it simply, in the rear area of the mixing chamber, i.e. in relation to 2 right, a lower temperature level is set, while a higher temperature level is set in the front area of the mixing chamber. In this way, the air outlet 32, which is used to ventilate the vehicle interior, is supplied with air at a slightly lower temperature, while the air outlet 28 leading to the defroster vents and the air collection duct 34 supplying the footwell ventilation ducts are supplied with air at a higher temperature.

Wie in 2 zu sehen ist, überlappt das untere Ende des Luftsammelkanals 34 mit dem oberen Ende des Verdampfers 16. Auf diese Weise wird eine in vertikaler Richtung kompakte Bauform erhalten. Es hat sich herausgestellt, daß ein Strömungsquerschnitt zwischen der Oberkante des Heizungswärmetauschers 22 und dem Boden des Luftsammelkanals 34 zur Schaffung eines Strömungswegs 35 ausreicht, dessen Höhe zwischen 30% und 70% der Höhe des Verdampfers 16 beträgt. Außerdem ist auf diese Weise gewährleistet, daß der Luftsammelkanal 34 die Austrittsöffnung des Luftaustritts 32 vom Verdampfer 16 abschirmt. Dies verringert die Geräuschabstrahlung durch die Austrittsöffnung des Luftaustritts 32.As in 2 As can be seen, the lower end of the air plenum 34 overlaps the upper end of the evaporator 16. In this way a compact design in the vertical direction is obtained. It has been found that a flow cross section between the upper edge of the heating heat exchanger 22 and the bottom of the air collecting channel 34 is sufficient to create a flow path 35 whose height is between 30% and 70% of the height of the evaporator 16 . This also ensures that the air collection channel 34 shields the outlet opening of the air outlet 32 from the evaporator 16 . This reduces the noise emitted through the outlet opening of the air outlet 32.

In 3 ist schematisch der Luftsammelkanal 34 mit den Fondfußraum-Belüftungskanälen 40 in der Anordnung der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 gezeigt. Alternativ können die Fondfußraum-Belüftungskanäle 40 auch weiter außen angeordnet sein, wie dies hier gestrichelt gezeigt ist. Gemäß einer weiteren Alternative wäre auch möglich, nur einen einzigen Fondfußraum-Belüftungskanal zu verwenden, der hier strichpunktiert gezeigt ist. Falls eine Klimatisierungsanlage mit mehr als 4 Zonen geschaffen werden soll, können auch mehr als zwei Belüftungskanäle vom Luftsammelkanal abzweigen. In jedem Fall wird bevorzugt, daß der Fondfußraum-Belüftungskanal bzw. die Fondfußraum-Belüftungskanäle symmetrisch bezüglich der Mittelebene des Gehäuses angeordnet sind, um symmetrische Belüftungsverhältnisse herbeizuführen.In 3 1 is a schematic of the air collection duct 34 with the rear footwell ventilation ducts 40 in the arrangement of the embodiment according to FIGS 1 and 2 shown. Alternatively, the rear footwell ventilation ducts 40 can also be arranged further outwards, as is shown here with dashed lines. According to a further alternative, it would also be possible to use only a single rear footwell ventilation duct, which is shown here in broken lines. If an air conditioning system with more than 4 zones is to be created, more than two ventilation ducts can also branch off from the air collection duct. In any case, it is preferred that the rear footwell ventilation duct or the rear footwell ventilation ducts are arranged symmetrically with respect to the center plane of the housing in order to bring about symmetrical ventilation conditions.

In 4 ist ein Schnitt durch ein Klimatisierungsgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In 4 a section through an air conditioning device according to a second embodiment is shown. The same reference numerals are used for the components known from the first embodiment, and reference is made to the above explanations.

Der wesentliche Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, daß bei der zweiten Ausführungsform der Luftsammelkanal 34 so tief angeordnet ist, daß er vollständig mit dem Verdampfer 16 überlappt. Als Folge dieser Anordnung des Luftsammelkanals 34 sowie aufgrund der liegenden Anordnung des Heizungswärmetauschers 22 ist eine einzige Steuerklappe 23 ausreichend, um zu steuern, welcher Anteil der Luft durch den Heizungswärmetauscher 22 strömt und welcher Teil direkt vom Verdampfer in die Mischkammer 26.The essential difference between the first and the second embodiment is that in the second embodiment the air collection channel 34 is arranged so deep that it completely overlaps with the evaporator 16. As a result of this arrangement of the air collection duct 34 and due to the horizontal arrangement of the heating system heat exchanger 22, a single control flap 23 is sufficient to control which proportion of the air flows through the heating system heat exchanger 22 and which part flows directly from the evaporator into the mixing chamber 26.

Die sehr tiefe Anordnung des Luftsammelkanals 34 bewirkt zum einen, daß die zum Fahrzeuginnenraum führende Austrittsöffnung des Luftaustritts 32 aus dem Gehäuse 12 sehr gut vom Verdampfer abgeschirmt ist, durch den Gebläsegeräusche in das Klimatisierungsgerät hinein übertragen werden. Die Abstrahlung dieser von der Luft übertragenen Geräusche ist somit optimal gedämpft, da sie an der Außenseite des Luftsammelkanals 34 zum Verdampfer zurückreflektiert werden. Weiterhin wirkt der Luftsammelkanal 34 nach Art eines Strömungsbeeinflussungselementes, welches dazu führt, daß sich die direkt vom Verdampfer 16 in die Mischkammer 26 einströmende Luft sehr gut mit der Luft vermischt, die nach Durchströmen des Heizungswärmetauschers 22 in die Mischkammer 26 einströmt. Ein separates Umlenkelement, wie es von der ersten Ausführungsform bekannt ist, ist bei der zweiten Ausführungsform nicht notwendig.The very deep arrangement of the air collection duct 34 has the effect, on the one hand, that the outlet opening of the air outlet 32 from the housing 12 leading to the vehicle interior is very well shielded from the evaporator, through which fan noises are transmitted into the air conditioning unit. The radiation of these airborne noises cal is thus optimally damped, since it is reflected back to the evaporator on the outside of the air collection channel 34 . Furthermore, the air collection duct 34 acts like a flow influencing element, which means that the air flowing directly from the evaporator 16 into the mixing chamber 26 mixes very well with the air that flows into the mixing chamber 26 after flowing through the heating system heat exchanger 22. A separate deflection element, as is known from the first embodiment, is not necessary in the second embodiment.

Claims

Air conditioning unit (10), in particular for motor vehicles, having a housing (12) which has an air inlet (14), at least one heat exchanger (16; 22) through which at least part of a ) flowing air can be directed, a mixing chamber (26) and at least one first and one second air outlet (28, 32), with an air collection channel (34) for air that has flowed through the heat exchanger (16; 22) being provided, and the air collection duct (34) is arranged in an interior of the mixing chamber (26) and is provided with at least one air outflow opening (38), the air collection duct (34) extending across an entire width of the housing (12) perpendicular to the vertical and perpendicular to a normal direction of travel of the motor vehicle, characterized in that air outflow openings (42) are provided at the lateral outer ends of the air collection duct (34) and each lead to a front footwell ventilation duct (44).

air conditioning unit claim 1 , characterized in that the at least one air outflow opening (38) of the air collection duct (34) leads to a footwell ventilation duct.

air conditioning unit claim 2 , characterized in that the footwell ventilation duct is a rear footwell ventilation duct (40).

air conditioning unit claim 2 or claim 3 , characterized in that the footwell ventilation duct extends through the mixing chamber (26).

Air conditioning unit according to one of the preceding claims, characterized in that two or more air discharge openings (38) are provided.

Air conditioning unit according to one of the preceding claims, characterized in that the air outflow opening/air outflow openings (38) is/are arranged symmetrically in relation to a central plane of the housing (12).

Air conditioning unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger (16; 22) is an evaporator (16) and that the bottom of the air collecting channel (34) lies below the upper edge of the evaporator (16).

air conditioning unit claim 7 , characterized in that the air collection channel (34) lies completely below the upper edge of the evaporator (16).

Air conditioning unit according to one of the preceding claims, characterized in that the first air outlet (28) is assigned to a windscreen of the motor vehicle and the second air outlet (32) to the interior of the motor vehicle and that the air collecting duct (34) between the evaporator (16) and the second Air outlet (32) is arranged.

Air conditioning unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one heating heat exchanger (22) is provided, through which air can flow as a function of external parameters.

air conditioning unit claim 10 , characterized in that the air collecting duct (34) is fed by warm air which has flowed through the heating heat exchanger (22).

air conditioning unit claim 10 or 11 , characterized in that a flow path (35) remains between the bottom of the air collecting duct (34) and the upper edge of the heating heat exchanger (22).

air conditioning unit claim 12 , characterized in that the height of the flow path (35) is at least 30% of the height of the evaporator (16).

air conditioning unit claim 12 or 13 , characterized in that the height of the flow path (35) is less than 70% of the height of the evaporator (16).

Air conditioning unit according to one of the preceding claims, characterized in that a deflection device (24) is provided which can mix the air entering the mixing chamber (26) directly from the evaporator (16) with the air coming from the heating heat exchanger (22) into the mixing chamber (26) occurs.