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Die
Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
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Aus
der
DE 35 14 359 C2 ist
eine Vorrichtung zum Beheizen und/oder Klimatisieren des Innenraums
eines Fahrzeugs bekannt, mit einem Zuführluftkanal für
Zuluft und mehreren in den Innenraum mündenden Austrittsöffnungen,
mit einem Verdampfer, einem Heizkörper, der in zwei Abschnitte
unterteilt ist, die in Abstand nebeneinander in einem Kanalabschnitt
angeordnet sind und zwischen sich eine Durchtrittsöffnung
für den direkten Durchtritt der Zuluft belassen und mit
verstellbaren Mitteln zum Verteilen der durchströmenden
Luftmenge.
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Eine
derartige Klimaanlage lässt noch Wünsche offen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine derartige Klimaanlage zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlage für
einen Luftmassenstrom mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Hierbei
ist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Verdampfer
und einem mindestens zweigeteilten oder mindestens zwei in Luftströmungsrichtung
gesehen hinter dem Verdampfer angeordneten Heizkörpern
vorgesehen, die in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei
in Luftströmungsrichtung gesehen hinter dem Verdampfer
ein Schacht oder Einschub vorgesehen ist, welcher den Luftstrom
in zwei Teilkanäle aufteilt. Beim Einschub handelt es sich vorzugsweise
um einen DIN- oder Doppel-DIN-Einschub, welcher im Bereich der Mittelkonsole
des Fahrzeugs angeordnet ist und der Aufnahme eines Radios, eines
Navigationsgeräts o. ä. dient. Die benachbarte
Anordnung von Verdampfer und Einschub mit wärmeerzeugenden
Elektronikgeräten ermöglicht eine einfache Kühlung
der Elektronikgeräte durch die direkt vom Verdampfer kommende,
kalte Luft.
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Bevorzugt
nimmt der zweigeteilte Heizkörper den Einschub zwischen
seinen beiden Teilen auf. Im Falle von mindestens zwei Heizkörpern
nehmen dieselben den Einschub bevorzugt zwischen sich auf. Somit
ist der Einschub räumlich zwischen zwei wärmeerzeugenden
Bereichen angeordnet, wobei die Luftanströmung direkt vom
Verdampfer erfolgt, d. h. die Heizkörper liegen stromabwärts,
so dass die in den Heizkörpern erzeugte Wärme
den Einschub weniger stark belastet.
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Besonders
bevorzugt besteht die dem Verdampfer gegenüberliegende
Seite des Einschubs aus einem gut wärmeleitenden Material
und/oder ist mit die Wärmeübertragungsfläche
vergrößernde Elemente und/oder Strukturen versehen.
Auf den Seiten mit den Heizkörpern besteht der Einschub
bevorzugt aus einem weniger gut wärmeleitenden Material,
wobei auch eine zusätzliche Isolation vorgesehen sein kann,
insbesondere wenn der Heizkörper direkt benachbart des
Einschubs angeordnet ist.
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Alternativ
kann der Einschub zumindest im Bereich der dem Verdampfer gegenüberliegenden Seite
aus einem Metall gebildet sein, welches in das Kunststoffmaterial
des Gehäuses und/oder des benachbarten Bereichs des Einschubs
eingespritzt sind.
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Gemäß einer
weiteren Alternative kann der Einschub zumindest im Bereich der
dem Verdampfer gegenüberliegenden Seite aus einem Kunststoff
mit eingelagerten, wärmeleitenden Partikeln gebildet sein,
welcher in das Kunststoffmaterial des Gehäuses und/oder
des benachbarten Bereichs des Einschubs eingespritzt oder in einem
Zweikomponenten-Spritzgussverfahren gemeinsam mit dem Gehäuse
und/oder dem benachbarten Bereich hergestellt ist.
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Der
Einschub weist bevorzugt mindestens eine Öffnung auf, durch
welche direkt vom Verdampfer kommende, kalte Luft in den Innenraum
des Einschubs gelangt. Vorzugsweise ist ferner mindestens eine Öffnung
im Einschub vorgesehen, durch welche die Luft aus dem Innenraum
des Einschubs in einen Mischraum oder einen Luftkanal, insbesondere
einen Warmluftkanal, austreten kann. Somit ergibt sich ein Luftstrom
durch den Einschub, welcher die Wärme direkt abführt.
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Besonders
bevorzugt ist mindestens ein Luftkanal am vom Verdampfer beabstandeten
Ende des Einschubs vorgesehen, welcher eine Überleitung von
Luft von einem Teilkanal in den anderen Teilkanal ermöglicht.
Dieser Luftkanal ist insbesondere für die Überleitung
von warmer Luft im Defrostbetrieb vorgesehen, so dass im Defrostbetrieb
die gesamte Heizleistung und der maximale Luftmassenstrom zur Verfügung
stehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
mit Varianten, teilweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung, im
Einzelnen erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt durch eine Klimaanlage gemäß dem
Ausführungsbeispiel, und
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2 einen
Längsschnitt durch eine Klimaanlage gemäß einer
Variante des Ausführungsbeispiels.
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1 zeigt
einen Schnitt einer Klimaanlage 1 in der XZ-Ebene mit einem
Verdampfer 2 einem oberen, ersten Heizkörper 3a und
einem getrennt hiervon ausgebildeten, zweiten, unteren Heizkörper 3b,
die in einem mehrteiligen Gehäuse 4 angeordnet sind.
Die beiden Heizkörper sind in parallel geschalteten Bereichen
des Motor-Kühlkreislaufs (nicht dargestellt) angeordnet,
wobei sie im Wesentlichen unabhängig voneinander regelbar
sind.
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Zentral
im Gehäuse 4 ist ein Schacht oder Einschub 5,
vorliegend als Doppel-DIN-Einschub ausgebildet, vorgesehen, welcher
an seiner Rückwand, die gegenüberliegend vom Verdampfer 2 angeordnet
ist und direkt von kalter Luft angeströmt wird, Rippen 6 zur
Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche
aufweist, so dass die Rückwand als Kühlwand dient.
Ferner besteht die entsprechende Rückwand des Einschubs 5 aus
einem gut wärmeleitenden Material, vorliegend Aluminium,
so dass Wärme, welche durch im Einschub 5 angeordnete
Elektronikgeräte (nicht dargestellt), wie beispielsweise
einem Radio/CD-Player und/oder einem Navigationsgerät,
erzeugt wird, nach außen, d. h. vorliegend nach außerhalb
des Einschubs, abgegeben und abgeführt werden kann. Die
Rückwand ist direkt in das Kunststoffmaterial, welches
den übrigen Bereich des Einschubs 5 und auch das
Gehäuse 4 bildet, eingespritzt.
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Der
Einschub 5 unterteilt den Luftkanal in zwei Teilkanäle
(oder im Falle einer Trennung von Fahrer- und Beifahrerseite in
vier Teilkanäle), wobei oberhalb des Einschubs 5 der
obere Teilkanal verläuft, welcher dem Defrost-Auslass 7 und/oder
dem Belüftungsebenen-Auslass 8 zugeordnet ist,
und unterhalb des Einschubs 5 der untere Teilkanal verläuft, welcher
dem Fuß-Auslass 9 zugeordnet ist.
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Im
oberen Teilkanal ist der obere Heizkörper 3a angeordnet.
Hierbei ist der obere Heizkörper 3a mit seiner
Oberkante leicht in Richtung Verdampfer geneigt. Unterhalb des Heizkörpers 3a ist
zwischen dem Heizkörper 3a und dem Einschub 5 ein
Kaltluft-Bypass, im Folgenden als oberer Kaltbypass 10a bezeichnet,
angeordnet, in welchem eine obere Bypassklappe 11a angeordnet
ist, welche in Verbindung mit einer oberen Temperaturklappe (nicht
dargestellt) die Temperierung des oberen Teilluftstroms regelt.
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Im
unteren Teilkanal ist der untere Heizkörper 3b angeordnet.
Vorliegend ist dieser untere Heizkörper 3b mit
seiner Oberkante stark weg vom Verdampfer 2 geneigt angeordnet.
Unterhalb vom unteren Heizkörper 3b ist ein Kaltluft-Bypass,
im Folgenden als unterer Kaltbypass 10b angeordnet, in
welchem eine untere Bypassklappe 11b angeordnet ist, welche
in Verbindung mit einer unteren Temperaturklappe (nicht dargestellt)
die Temperierung des unteren Teilluftstroms regelt. Hinter dem oberen
Heizkörper 3a und dem oberen Kaltbypass 10a ist
ein oberer Mischraum 12a angeordnet. Von diesem oberen Mischraum 12a gehen
mittels Klappen (nicht dargestellt) geregelt der Defrost-Auslass 7 und
der Belüftungsebenen-Auslass 8 ab. Entsprechend
ist hinter dem unteren Heizkörper 3b und dem unteren
Kaltbypass 10b ein unterer Mischraum 12b angeordnet. Von
diesem unteren Mischraum 12b geht, besagter Fuß-Auslass 9 ab,
wobei eine Klappe (nicht dargestellt) den Luftstrom regelt.
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Am
Ende des Einschubs 5 sind seitlich desselben mittels Klappen
(nicht dargestellt) verschlossene Luftkanäle vorgesehen, über
welche bei geöffneten Klappen warme Luft vom unteren Heizkörper 3b nach
oben zum Defrost- Auslass 7 strömen kann, so dass
der gesamte Luftmassenstrom in Verbindung mit der maximalen Heizleistung
beider Heizkörper 3a und 3b zum Entfrosten
der Scheiben zur Verfügung steht.
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Der
Einschub 5 dient, wie vorstehend erwähnt, der
Aufnahme von Elektronikgeräten, welche vorteilhafterweise
gekühlt werden sollten. Durch das Vorsehen der Rippen 6 an
der Kaltluftanströmseite, direkt hinter dem Verdampfer 2,
kann eine gute Kühlung der Elektronikgeräte sichergestellt
werden.
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Gemäß einer
in 2 dargestellten, leicht vereinfachten Variante
des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels entfallen
die Rippen 6, d. h. die Rückwand des Einschubs
ist lediglich aus einem gut wärmeleitenden Material gefertigt.
Dies verbessert die Luftführungseigenschaften des entsprechenden,
in den Luftkanal ragenden und denselben unterteilenden Bereichs,
verschlechtert jedoch geringfügig die Wärmeübertragung
und somit die Kühlfunktion der Rückwand. Ansonsten
entspricht die Variante dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel,
so dass hierauf nicht näher eingegangen wird.
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Gemäß einer
zweiten Variante, die nicht in der Zeichnung dargestellt ist, sind
in der Rückwand des Einschubs mehrere kleine Öffnungen
vorgesehen, durch welche die kalte, direkt vom Verdampfer kommende
Luft in den Innenraum des Einschubs eintreten kann. Die Luft kann über
kleine Öffnungen an der Ober- und Unterseite des Einschubs
in den oberen und unteren Mischraum gelangen, so dass die durch
die Elektronikgeräte erzeugte Wärme durch die
den Einschub durchströmende Luft direkt abgeführt
wird.
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Gemäß einer
dritten Variante ist anstelle der zwei getrennt ausgebildeten und
getrennt regelbaren Heizkörper 3a und 3b ein
zweiteiliger Heizkörper vorgesehen, welcher den Einschub
zwischen sich aufnimmt. Der Heizkörper wird vorliegend
derart durchströmt, dass zuerst der untere Teil und – in
Rei he geschaltet – anschließend der obere Teil
durchströmt wird, wodurch sich automatisch eine gewisse
Temperaturschichtung ergibt. Natürlich kann der Heizkörper auch
in anderer Richtung durchströmt werden.
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Die
Außenkontur des Einschubs muss nicht notwendigerweise quaderförmig
sein, sondern es ist vielmehr auch eine Anpassung der Außenkontur
an die Erfordernisse in Bezug auf die Luftführung möglich,
d. h. an der Rückwand kann beispielsweise ein keilförmiger
Vorsprung aus gut wärmeleitfähigem Material vorgesehen
sein, wobei auf eine gute Wärmekopplung mit dem Innenraum
des Einschubs zu achten ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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