DE102008013450B4 - Passenger compartment air conditioning in a vehicle and heat exchanger device therefor - Google Patents
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Abstract
Fahrgastraumklimatisierung in einem Fahrzeug, mit wenigstens einer Wärmeaustauscher-Einrichtung (1), an der zumindest ein mit einem Zulauf- (7) und einem Ablaufstutzen (8) verbundener Flüssigkeitskanal (2) für ein im Fahrzeug erwärmtes flüssiges Medium (MK) ausgebildet ist, wobei dem Flüssigkeitskanal (2) wenigstens ein Luftführungskanal (3) für eine erwärmte oder konditionierte Luft (KL) zur Wärmeübertragung zugeordnet ist, der eine Lufteinblasöffnung (9) und in den Fahrgastraum mündende Luftausströmöffnungen (5) aufweist, und zur Klimatisierung entweder das flüssige Medium (MK) oder die Luft (KL) oder beide Medien (MK, KL) gleichzeitig eingesetzt werden und den jeweiligen Fluidkanal (2, 3) durchströmen, wobei der Flüssigkeitskanal (2) Bestandteil eines Nebenkreislaufs zum Motorkühlflüssigkeitskreislauf ist und über ein mit einem Bypass verbundenes Ventil zu-, abschalt- und steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauscher-Einrichtung (1) aus einem Kunststoff, insbesondere Polyethylen (PE), vorzugsweise PE-HD, besteht und einstückig im Blasformverfahren hergestellt ist.Passenger compartment air conditioning in a vehicle, with at least one heat exchanger device (1), on which at least one liquid channel (2) connected to an inlet (7) and an outlet connection (8) is formed for a liquid medium (MK) heated in the vehicle, at least one air duct (3) for heated or conditioned air (KL) for heat transfer, which has an air injection opening (9) and air outflow openings (5) opening into the passenger compartment, is assigned to the liquid duct (2), and either the liquid medium for air conditioning (MK) or the air (KL) or both media (MK, KL) are used simultaneously and flow through the respective fluid channel (2, 3), the liquid channel (2) being part of a secondary circuit to the engine coolant circuit and being connected via a bypass The valve can be switched on, off and controlled, characterized in that the heat exchanger device (1) consists of a plastic, in particular polyethylene (PE), preferably PE-HD, and is produced in one piece using the blow molding process.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrgastraumklimatisierung in einem Fahrzeug, insbesondere in einer Großraumlimousine, und eine Wärmeaustauscher-Einrichtung, vorzugsweise für den Einbau im Fußraum am Fußboden des Fahrzeugs.The invention relates to a passenger compartment air conditioning system in a vehicle, in particular in a MPV, and a heat exchanger device, preferably for installation in the footwell on the floor of the vehicle.
Es ist bekannt, in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor entstehende Wärme zur Beheizung des Fahrgastraumes zu nutzen, um ein angenehmes Klima in diesem zu schaffen.It is known to use heat generated in a vehicle with an internal combustion engine to heat the passenger compartment in order to create a pleasant climate in it.
So beschreibt die
Die
Ferner ist aus der
Des Weiteren ist aus der
Die
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Fahrgastraumklimatisierung in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern.It is the object of the invention to improve the passenger compartment air conditioning in a vehicle according to the preamble of
Eine Verbesserung der Fahrgastraumklimatisierung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird durch dessen kennzeichnende Merkmale und mit einer Wärmeaustauscher-Einrichtung nach dem Anspruch 6 erreicht.An improvement in the air conditioning of the passenger compartment according to the preamble of
Die Erfindung besteht in einer Fahrgastraumklimatisierung, die wenigstens eine vorzugsweise plattenförmige Wärmeaustauscher-Einrichtung, insbesondere zur Anordnung am Fußboden des Fahrzeugs, mit wenigstens einem Flüssigkeitskanal für ein im Fahrzeug erwärmtes flüssiges Medium und einem diesem zugeordneten Luftführungskanal für erwärmte oder konditionierte Luft aufweist. Letzterer ist mit einer Lufteinblasöffnung und mit in den Fahrgastraum mündenden Luftausströmöffnungen versehen. Zur Klimatisierung wird entweder das flüssige Medium oder die Klimatisierungsluft durch den jeweiligen Fluidkanal geleitet oder beide Medien gleichzeitig. Der Vorteil liegt darin, dass verschiedene im Fahrzeug vorhandene Wärmequellen zur Klimatisierung des Fahrgastraumes eingesetzt werden können, und dass die Klimatisierung auf verschiedene Weise erfolgen kann, da die Wärmeaustauscher-Einrichtung Wärme auf unterschiedliche Weise an den Fahrgastraum abgeben und dabei auch konditionierte Luft in den Fahrgastraum ausblasen kann.The invention consists in a passenger compartment air conditioning system that has at least one preferably plate-shaped heat exchanger device, in particular for arrangement on the floor of the vehicle, with at least one liquid duct for a liquid medium heated in the vehicle and an air duct assigned to this for heated or conditioned air. The latter is provided with an air injection opening and with air outflow openings opening into the passenger compartment. For air conditioning, either the liquid medium or the air conditioning is passed through the respective fluid channel, or both media at the same time. The advantage is that different heat sources present in the vehicle can be used to air-condition the passenger compartment, and that the air-conditioning can be carried out in different ways, since the heat exchanger device gives off heat to the passenger compartment in different ways and also conditioned air into the passenger compartment can blow out.
Als Wärmequellen können beispielsweise herkömmliche warmluftliefernde Heizgeräte oder auch warmwasserliefernde Zusatzheizungen verwendet werden. Besonders vorteilhaft bietet sich jedoch die durch ein Klimagerät des Fahrzeugs konditionierte Luft an, die, insbesondere in Verbindung mit einer Klimaanlage, erwärmt und entfeuchtet oder gekühlt in die Wärmeaustauscher-Einrichtung eingeblasen und durch deren Luftausströmöffnungen in den Fahrgastraum ausgeblasen werden kann, insbesondere zusätzlich zu dem Teilluftstrom, der durch andere Luftausströmer in den Fahrgastraum geblasen wird. Die Wärmeaustauscher-Einrichtung kann auch ohne Luft betrieben werden, indem ausschließlich warmes Wasser, vorzugsweise jedoch Motorkühlflüssigkeit, durch den Flüssigkeitskanal strömt, dieser die Wärmeaustauscher-Einrichtung erwärmt und diese die an sie übertragene Wärme an den Fahrgastraum abstrahlt.For example, conventional heaters that supply hot air or additional heaters that supply hot water can be used as heat sources. Particularly advantageous, however, is the air conditioned by an air conditioning unit of the vehicle, which, in particular in connection with an air conditioning system, can be heated and dehumidified or cooled and blown into the heat exchanger device and blown out through its air outflow openings into the passenger compartment, in particular in addition to the Partial air flow that is blown into the passenger compartment by other air vents. The heat exchanger device can also be operated without air, in that only warm water, but preferably engine coolant, flows through the liquid channel, this heats the heat exchanger device and this radiates the heat transferred to it to the passenger compartment.
Es können aber auch beide Wärmequellen genutzt werden, indem die in die Wärmeaustauscher-Einrichtung eingeblasene Luft durch in dem Flüssigkeitskanal strömende Flüssigkeit zusätzlich erwärmt wird, und diese zusätzlich erwärmte Luft in den Fahrgastraum ausgeblasen wird.However, both heat sources can also be used, in that the air blown into the heat exchanger device is additionally heated by liquid flowing in the liquid channel, and this additionally heated air is blown out into the passenger compartment.
Durch die vorbeschriebenen Varianten der Nutzung der Wärmeaustauscher-Einrichtung kann eine optimierte Klimatisierung des Fahrgastraumes vorgenommen werden. Da die Einrichtung zusätzlich zur Fahrzeugklimatisierung durch das Front-Klimagerät und die mit diesem verbundenen Luftausströmer eingesetzt wird, eignet sich diese auch für Großraumfahrzeuge.The above-described variants of using the heat exchanger device allow the passenger compartment to be air-conditioned in an optimized manner. Since the device is used in addition to vehicle air conditioning through the front air conditioning unit and the air vents connected to it, it is also suitable for large vehicles.
Die Wärmeaustauscher-Einrichtung ist zur Anordnung im Fußraum, vorzugsweise am Fahrzeugboden, vorgesehen, wobei die Luftausströmeröffnungen fahrgastraumseitig angeordnet und durch einen wärme- und luftdurchlässigen Belag abgedeckt sind. Unabhängig von der gewählten oder vorbestimmten Nutzungsvariante wirkt die Einrichtung als komfortable Fußbodenheizung, trägt zu einer gleichmäßigeren Wärmeverteilung im Fahrgastraum bei und kann auch zur Standklimatisierung des Fahrzeugs eingesetzt werden.The heat exchanger device is intended to be arranged in the footwell, preferably on the vehicle floor, with the air outlet openings being arranged on the passenger compartment side and being covered by a covering which is permeable to heat and air. Regardless of the selected or predetermined usage variant, the device acts as a comfortable underfloor heating system, contributes to a more even distribution of heat in the passenger compartment and can also be used for stationary air conditioning in the vehicle.
Die Einrichtung ist ein flacher plattenartiger Hohlkörper aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen (PE), vorzugsweise PE-HD, einstückig hergestellt im Blasformverfahren, in dem der wenigstens eine Flüssigkeitskanal ausgebildet ist und mäanderförmig verläuft. Die mäanderförmige Anordnung schafft Querwände, die den Hohlkörper stabilisieren und trittfest machen. Im Bereich einer seiner flachen Stirnseiten sind der Zulauf- und der Ablaufstutzen für den Anschluss an den jeweiligen Flüssigkeitskreislauf ausgebildet. Der Hohlraum neben dem Flüssigkeitskanal dient als Luftführungskanal, wobei dessen (Luft-) Einblasöffnung, ebenfalls als Stutzen, an der gleichen Stirnseite ausgebildet ist. Die Luftausströmöffnungen sind jeweils in den Bereichen zwischen den Flüssigkeitskanalabschnitten, die durch die mäanderförmige Ausbildung des Flüssigkeitskanals gegeben sind, auf einer Seite des Hohlkörpers angeordnet. Auf der anderen Seite kann vorteilhaft eine durchgehende wärmereflektierende Schicht angeordnet sein.The device is a flat, plate-like hollow body made of plastic, in particular polyethylene (PE), preferably PE-HD, manufactured in one piece using the blow molding process, in which the at least one liquid channel is formed and runs in a meandering shape. The meandering arrangement creates transverse walls that stabilize the hollow body and make it hard to walk on. In the area of one of its flat end faces, the inlet and outlet connections are designed for connection to the respective liquid circuit. The cavity next to the liquid channel serves as an air duct, the (air) injection opening of which is also designed as a nozzle on the same end face. The air outflow openings are each arranged on one side of the hollow body in the areas between the liquid channel sections, which are given by the meandering configuration of the liquid channel. A continuous heat-reflecting layer can advantageously be arranged on the other side.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
-
1 das Schema einer Fahrzeugklimatisierung in einem Mini-Bus, -
2 eine Wärmeaustauscher-Einrichtung für die Fahrzeugklimatisierung in der Draufsicht, -
3 die Wärmeaustauscher-Einrichtung in der Unteransicht, und -
4 einen Querschnitt IV - IV durch die Wärmeaustauscher Einrichtung.
-
1 the scheme of a vehicle air conditioning in a minibus, -
2 a heat exchanger device for vehicle air conditioning in plan view, -
3 the heat exchanger device in bottom view, and -
4 a cross section IV - IV through the heat exchanger device.
Der in
Die Klimatisierung des Fahrgastraumes mit Hilfe der Wärmeaustauscher-Einrichtung 1 kann auf verschiedene Weise erfolgen. In einer ersten Variante ist die Wärmeaustauscher-Einrichtung 1 lediglich mit dem Front- Klimagerät 4 verbunden, so dass Luft KL in den Luftführungskanal 3 und über die Luftausströmöffnungen 5 in den Fahrgastraum geblasen wird. Dabei können Insbesondere die Temperatur und der Volumenstrom der aus dem Klimagerät 4 ausströmenden Luft KL bestimmt werden.The passenger compartment can be air-conditioned with the aid of the
In einer zweiten Variante ist der zur Wärmeaustauscher-Einrichtung 1 führende Luftausblaskanal am Klimagerät 4 gesperrt, so dass keine Luft KL zur Wärmeaustauscher-Einrichtung 1 geblasen wird. Hingegen ist der Nebenkreislauf des Motorkühlflüssigkeitskreislaufs geöffnet, und es fließt durch den Fahrzeugmotor erwärmte Motorkühlflüssigkeit MK durch den Flüssigkeitskanal 2, wodurch eine Erwärmung des der Wärmeaustauscher-Einrichtung 1 erfolgt und Wärme an den Fahrgastraum abgestrahlt wird. Es kann nur geheizt werden.In a second variant, the air discharge channel leading to the
In einer dritten Variante werden sowohl Luft KL als auch Motorkühlflüssigkeit durch die Wärmeaustauscher-Einrichtung 1 gefördert. Die Motorkühlflüssigkeit MK gibt über die gemeinsamen Wände (14,
Auf diese Weise kann im hinteren Bereich des Fahrzeugs auch eine vom Frontbereich abweichende Klimatisierung vorgenommen werden. Bei Anordnung mehrerer Wärmeaustauscher-Einrichtungen 1, jeweils einem Fahrzeugsitz zugeordnet, und entsprechender Regeleinrichtungen, kann eine individuelle Klimatisierung im Fahrgastraum vorgenommen werden.In this way, air conditioning that differs from the front area can also be carried out in the rear area of the vehicle. With the arrangement of several
In den
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Wärmeaustauscher-Einrichtungheat exchanger device
- 22
- Flüssigkeitskanalliquid channel
- 33
- Luftführungskanalair duct
- 44
- Front-KlimagerätFront air conditioner
- 55
- Luftausströmöffnungenair vents
- 66
- Luftleitkanäleair ducts
- 77
- Zulaufstutzeninlet connection
- 88th
- Ablaufstutzendrain socket
- 99
- Lufteinblasöffnungair injection port
- 1010
- Querwandbulkhead
- 1111
- wärmereflektierende Schichtheat-reflecting layer
- 1212
- Begrenzungswandboundary wall
- 1313
- Begrenzungswandboundary wall
- 1414
- WandWall
- KLcl
- LuftAir
- MKMK
- flüssiges Mediumliquid medium
- TBTB
- wärme- und luftdurchlässiger TeppichbodenbelagWarmth and air permeable carpet floor covering
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