DE102010028235A1

DE102010028235A1 - Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage

Info

Publication number: DE102010028235A1
Application number: DE102010028235A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Daniel (FH) Braitsch; Dipl.-Ing. Karl (FH) Lochmahr; Tilo Rinckleb
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2011-10-27

Abstract

In einer Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage mit einem Gebläse (4), einem Umluftkanal (2) und einem in diesem vor dem Gebläse (4) vorgesehenen Umluft-Gitter (1), ist zur Verringerung der Luftfeuchtigkeit im Umluftbetrieb vorgesehen, dass das Umluft-Gitter (1) wenigstens teilweise aus wenigstens einem wasseraufnehmenden Material (8) aufgebaut ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage mit einem Gebläse, einem Umluftkanal und einem Umluft-Gitter.
Insbesondere in Fahrzeugen vorgesehene derartige Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlagen weisen einen Umluftkanal auf, der vor dem Gebläse der Anlage vorgesehen ist und der es gestattet, dem Fahrzeuginnenraum anstelle von Frischluft lediglich dem Fahrzeuginnenraum entnommene Umluft zuzuführen. Dies kann beispielsweise bei stark verschmutzter Außenluft oder zur schnellen Erwärmung des Fahrzeuginnenraums sinnvoll sein.
In derartigen ist meist ein Umluft-Gitter vorgesehen, welches dazu dient, die Aerodynamik und/oder die akustischen Verhältnisse in dem Umluftkanal zu verbessern.
Besonders bei niedrigen Außentemperaturen und hohen relativen Luftfeuchten im Fahrzeuginnenraum kommt es kurz nach Inbetriebnahme des Fahrzeugs häufig zu einem Beschlagen der Scheiben. Dies gilt insbesondere im Umluftbetrieb der Klimaanlage, welche grundsätzlich sinnvoll ist, um die Luft im Innenraum des Fahrzeugs relativ schnell zu erwärmen.
Die Beschlagneigung ist auf eine Unterschreitung des Taupunkts direkt an der Scheibe des Fahrzeugs zurückzuführen, welche dazu führt, dass die mit Wasser beladene Luft an diesen Stellen auskondensiert.
Aus EP 1 439 084 A2 ist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bekannt, bei welcher in der Anlage hinter dem Gebläse ein Luftfilter vorgesehen ist, welches als Adsorber ausgebildet ist, der in der Lage ist, Luftfeuchtigkeit aufzunehmen. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass der Adsorber immer aktiv ist, unabhängig davon, in welchem Betriebszustand sich die Klimaanlage befindet, und dass der Adsorber als gesondertes Bauteil vorgesehen ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie ausgangsseitig auch bei niedrigeren Temperaturen bzw. hoher Luftfeuchtigkeit im Umluftbetrieb Luft mit möglichst geringer Luftfeuchtigkeit liefert.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das in dem Umluftkanal vor dem Gebläse vorgesehene Umluft-Gitter wenigstens teilweise aus wenigstens einem wasseraufnehmenden Material aufgebaut ist.
Auf diese Weise ist das Umluft-Gitter in der Lage, bei Umluftbetrieb Wasser bzw. Feuchtigkeit aus der den Umluftkanal durchströmenden Luft zu ziehen. Somit wird die Feuchtigkeit dieser Luft reduziert und beispielsweise die Beschlagneigung der Scheiben eines Fahrzeugs reduziert.
Der bauliche Aufwand ist äußerst gering, da in Fahrzeug-Klimaanlagen im Regelfall im Umluftkanal ohnehin ein Umluft-Gitter vorgesehen ist, das erfindungsgemäß zusätzlich zur Trocknung der das Gitter durchströmenden Luft eingesetzt wird. Es muss also in der erfindungsgemäßen Anlage kein zusätzliches Gitter vorgesehen werden und somit kein zusätzlicher baulicher Aufwand getrieben werden. Lediglich ist das Umluft-Gitter aus geeigneten Materialien, welche wasseraufnehmend sind, herzustellen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, dass infolge der Umgestaltung des sowieso vorhandenen Gitters kein zusätzlicher Druckverlust durch ein gegebenenfalls andernfalls vorzusehendes Gitter zur Trocknung der Luft eintritt.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage gestattet es, beispielsweise in Fahrzeugen, insbesondere in der Aufheizphase des Innenraums bzw. des Motors des Fahrzeugs, einen höheren Anteil an Umluft in der Klimaanlage einzustellen, ohne dass es zu Scheibenbeschlag im Fahrzeug kommt. Damit wird die Aufheizphase des Innenraums verkürzt, ebenso wie diejenige des Fahrzeugmotors. Infolge der schnelleren Fahrzeugmotorerwärmung werden geringere Emissionen nach dem Fahrzeugstart sowie ein geringerer Kraftstoffverbrauch und ein reduzierter Verschleiß des Antriebsmotors erzielt. Auch nach der Aufheizphase des Innenraums sind generell längere Nutzungszeiten der Anlage im Umluftbetrieb möglich.
Gegenüber anderen nach dem Stande der Technik bekannten Lösungen, gemäß welchen ein Adsorber in der Klimaanlage hinter dem Gebläse vorgesehen ist, bietet die erfindungsgemäße Anordnung ferner den wesentlichen Vorteil, dass die Kapazität des Umluft-Gitters zur Wasseraufnahme lediglich zur Trocknung der Umluft verwendet wird und nicht unnötig gegebenenfalls von der Klimaanlage angesaugte Frischluft trocknet. Damit wird die Wasseraufnahmekapazität des Gitters nur dann eingesetzt, wenn sie tatsächlich benötigt wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Umluft-Gitter wenigstens teilweise aus einem organischen oder anorganischen Sorbentium, vorzugsweise Zeolith oder Silikagel, aufgebaut ist.
Zusätzlich zu derartigen Sorbentien können vorteilhaft, wie gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, weitere Sorbentien in das Gitter integriert sein, die Schad- und Geruchsstoffe adsorbieren und somit auch als Filter wirken. Auch in diesem Fall tritt kein zusätzlicher baulicher Aufwand auf.
Auch können, wie nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, Formteile des Umluft-Gitters aus wasseraufnehmendem Material bestehen. Auch ist es vorteilhaft, wenn zumindest einzelne Formteile des Umluft-Gitters zumindest teilweise aus wenigstens einem wasseraufnehmenden Material bestehen.
Derartige Formteile können dann sowohl tragende Wirkung für das Gitter haben, wie auch wasseraufnehmende Wirkung für die das Gitter durchströmende Luft aufweisen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Umluft-Gitter aus einem Träger besteht, auf welchen das zumindest eine wasseraufnehmende Material aufgebracht, wie beschichtet oder umspritzt, ist.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Umluft-Gitter aus einem Träger besteht, wobei der Träger aus Metall und/oder Kunststoff besteht.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Umluft-Gitter eine Wabenstruktur aufweist, wobei in zumindest einzelnen oder allen Waben Öffnungen zur Luftdurchströmung vorhanden sind.
Eine Regeneration des Umluft-Gitters, das Wasser aufgenommen hat bzw. mit Wasser gesättigt ist, kann vorteilhaft, wie gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, durch Zuführung thermischer, vorzugsweise elektrischer Energie, erfolgen. Durch eine Aufheizung der wasseraufnehmenden Materialien werden diese veranlasst, das aufgenommene Wasser wieder abzugeben. Auf diese Weise kann relativ einfach eine Desorption des oder der wasseraufnehmenden Materialien in dem Umluft-Gitter erfolgen.
Darüber hinaus kann vorteilhaft, wie gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, wenigstens ein Sensor in das Umluft-Gitter integriert sein, welcher bei nicht mehr ausreichender Trocknungsleistung der wasseraufnehmenden Materialien des Umluft-Gitters eine Beimischung von Außenluft in der Klimaanlage auslöst. Auf diese Weise kann dann die Feuchtigkeit in der Gesamtluft reduziert werden, wenn das Umluft-Gitter keine Feuchtigkeit mehr aufnehmen kann.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage mit einem Umluft-Gitter und
2 eine Ansicht des Umluft-Gitters, wie es beispielsweise in der Anlage gemäß 1 vorgesehen ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage in einem ansonsten nicht angedeuteten Fahrzeug.
Die Anlage weist eingangsseitig einen in der Figur lediglich schematisch in Form zweier Pfeile angedeuteten Umluftkanal 2 auf, welcher im Allgemeinen als geschlossener Kanal ausgebildet ist und in den Luft aus dem Fahrzeuginnenraum gelangt.
Wie Darstellung gemäß 1 zeigt, ist in dem Umluftkanal 2 ein Umluft-Gitter 1 vorgesehen.
Ferner weist die in der 1 dargestellte Klimaanlage eingangsseitig einen Frischluftkanal 3 auf, welcher in der Figur lediglich schematisch mittels eines Pfeils angedeutet ist.
Dem Frischluftkanal 3 sowie dem Umluftkanal 2 ist ein Gebläse 4 nachgeschaltet, welches, gegebenenfalls mittels in der 1 nicht dargestellter Klappen gesteuert, aus einem oder beiden der Kanäle 2 bzw. 3 Luft ansaugt und diese ausgangsseitig einem in der 1 nicht angedeuteten Fahrzeuginnenraum zuführt.
In der Darstellung gemäß 1 sind dem Gebläse zusätzlich ein Filter 5, ein Verdampfer 6 sowie ein Heizkörper 7 nachgeschaltet. Mittels dieser kann die Luft zusätzlich gefiltert, getrocknet bzw. geheizt werden.
Insbesondere in der Aufwärmphase des Fahrzeugs sowie bei niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit in dem Fahrzeuginnenraum ist es zur schnellen Erwärmung des Innenraums an sich vorteilhaft, die Anlage zunächst im Umluftbetrieb zu betreiben, so dass also das Gebläse 4 Umluft aus dem Umluftkanal 2 ansaugt und dem Innenraum wiederum zuführt. Dabei besteht jedoch gerade unter diesen Bedingungen das Problem, dass an in der Figur nicht dargestellten Scheiben des Fahrzeugs ein Beschlag eintritt, also die in der Luft vorhandene Luftfeuchtigkeit an den Scheiben kondensiert.
Daher ist in der erfindungsgemäßen Anlage das Umluft-Gitter 1 so ausgebildet, dass es wenigstens teilweise aus einem oder mehreren wasseraufnehmenden Materialien aufgebaut ist. Diese gestatten es, im Umluftbetrieb Wasser aus der Luft, die den Umluftkanal 2 durchströmt, aufzunehmen. Somit wird im Umluftbetrieb der Anlage die Luftfeuchtigkeit der umgewälzten Luft reduziert und somit die Beschlagneigung der Fahrzeugscheiben reduziert. Damit wird ein Umluftbetrieb gerade unter kritischen Bedingungen bei niedrigeren Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit ermöglicht, der andernfalls wegen der Beschlagneigung der Scheiben kaum möglich wäre.
Wie die 1 zeigt, ist die wasseraufnehmende Wirkung des Umluft-Gitters 1 auf den Umluftbetrieb beschränkt, das heißt gegebenenfalls über den Frischluftkanal 3 angesaugte Außenluft wird mittels des Umluft-Gitters 1 nicht getrocknet, sondern gelangt unmittelbar auf das Gebläse 4 und nachfolgend in den Fahrzeuginnenraum. Somit wird die wasseraufnehmende Wirkung des Umluft-Gitters 1 nur dann eingesetzt, wenn sie tatsächlich benötigt wird, nämlich im Umluftbetrieb der Anlage.
Sind die wasseraufnehmenden Materialien des Umluft-Gitters 1 mit Wasser gesättigt, so kann eine Desorption dieser Materialien durch Zuführung von Wärme, beispielsweise mittels elektrischer Energie, erfolgen. Dieser Vorgang kann auch im Umluftbetrieb erfolgen und somit zur Erwärmung der Umluft beitragen. Gegebenenfalls kann in diesem Betriebszustand oder auch generell, wenn die wasseraufnehmenden Materialien gesättigt sind, eine Beimischung von Frischluft aus dem Frischluftkanal 3 erfolgen.
2 zeigt in Ansicht das Umluft-Gitter 1 der Anlage gemäß 1.
Die Darstellung gemäß 2 zeigt, dass das Gitter eine wabenartige Struktur 8 aufweist. Diese wabenartige Struktur des Gitters 1 ist im Allgemeinen vorgesehen, um die Luft im Umluftkanal 2 in gewünschter Weise zu steuern und um die Geräusche in dem Umluftkanal 2 niedrig zu halten. Erfindungsgemäß ist die wabenartige Struktur zusätzlich aus einem oder mehreren wasseraufnehmenden Materialien, wie beispielsweise Zeolith oder Silikagel, aufgebaut, so dass sie zusätzlich dazu dient, aus der die wabenartige Struktur 8 durchströmenden Luft Wasser aufzunehmen. Gegebenenfalls können auch Formteile des Umluft-Gitters 1, beispielsweise wie eine Trägerstruktur, aus wasseraufnehmenden Materialien hergestellt sein.
Ferner können in der wabenartigen Struktur zusätzlich Schad- oder Geruchsstoffe absorbierende Materialien vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1439084 A2 [0006]

Claims

Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage mit einem Gebläse (4), einem Umluftkanal (2) und einem in diesem vor dem Gebläse (4) vorgesehenen Umluft-Gitter (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Umluft-Gitter (1) wenigstens teilweise aus wenigstens einem wasseraufnehmenden Material (8) aufgebaut ist.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wasseraufnehmendes Material (8) ein organisches oder anorganisches Sorbentium, vorzugsweise Zeolith oder Silikagel, vorgesehen ist.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das Umluft-Gitter (1) zusätzlich Sorbentien integriert sind, die Schad- und Geruchsstoffe adsorbieren, und somit auch als Filter wirkt.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne Formteile (8) des Umluft-Gitters (1) zumindest teilweise aus wenigstens einem wasseraufnehmenden Material (8) bestehen.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umluft-Gitter aus einem Träger besteht, auf welchen das zumindest eine wasseraufnehmende Material aufgebracht, wie beschichtet oder umspritzt, ist.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umluft-Gitter aus einem Träger besteht, wobei der Träger aus Metall und/oder Kunststoff besteht.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels geeigneter Formgebung und Gestaltung des Umluft-Gitters (1) eine gewünschte Beeinflussung der Aerodynamik und Akustik in dem Umluftkanal (2) erreicht wird.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umluft-Gitter eine Wabenstruktur aufweist, wobei in zumindest einzelnen oder allen Waben Öffnungen zur Luftdurchströmung vorhanden sind.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeneration des wasseraufnehmenden Materials (8) nach deren Sättigung mittels thermischer, vorzugsweise mittels elektrischer Energie, erfolgt.
Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor, vorzugsweise ein Beschlagssensor oder Feuchtesensor, in das Umluft-Gitter (1) integriert ist, welcher bei nicht mehr ausreichender Trocknungsleistung des wasseraufnehmenden Materials (8) eine Beimischung von Außenluft auslöst.