DE102010029807A1

DE102010029807A1 - Air distribution system for air conditioning system for motor vehicle, has cool air path and hot air path, where cool air path and hot air path are connected to air conditioning system

Info

Publication number: DE102010029807A1
Application number: DE102010029807A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Jochmann Paul; Dipl.-Ing. Burr Reinhold
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2011-12-08

Abstract

The air distribution system (100) has a cool air path (110) and a hot air path (120), where the cool air path and the hot air path are connected to an air conditioning system (200) of the motor vehicle. The air paths are separately guided from each other to the air conditioning zones. The cool air path and the hot air path have air discharge openings for the air conditioning zones. An independent claim is also included for an air conditioning system with an evaporator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftverteilungssystem für ein Kraftfahrzeug mit verschiedenen Klimatisierungszonen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Kraftfahrzeug, ausgestattet mit einem entsprechenden Luftverteilungssystem.The present invention relates to an air distribution system for a motor vehicle with various air conditioning zones according to the preamble of claim 1, as well as a motor vehicle equipped with a corresponding air distribution system.

Aus der DE 10 2007 044 421 A1 ist ein Klimageräte bekannt, bei dem ein Gebläse, ein Filter, ein Verdampfer und eine Heizung innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind. Der von dem Gebläse erzeugte Luftmassenstrom wird durch den Verdampfer hindurchgeleitet und über Bypässe an der Heizung entlang und durch sie hindurch geführt. Die Durchmischung des Luftmassenstromes findet innerhalb des Luftverteilungssystems einer zentralen Mischkammer des Klimagerätes statt. Dadurch ist der Luftmassenstrom bei Austritt aus dem Klimagerät homogen durchmischt und durch entsprechende Ansteuerung des Verdampfers und der Heizung auf eine gewünschte Temperatur eingestellt.From the DE 10 2007 044 421 A1 An air conditioner is known in which a blower, a filter, an evaporator and a heater are arranged within a housing. The air mass flow generated by the fan is passed through the evaporator and passed through bypasses along the heater and through them. The mixing of the air mass flow takes place within the air distribution system of a central mixing chamber of the air conditioner. As a result, the air mass flow is homogeneously mixed at the outlet from the air conditioner and adjusted by appropriate control of the evaporator and the heater to a desired temperature.

Bei Klimaanlagen ist es zunehmend erwünscht, zugleich verschiedene Luftmassenströme an unterschiedlichen Klimatisierungszonen, etwa im Bereich des Fußraums, der Instrumententafel, der Beifahrer- und Fahrerseite, oder der Defrosteinrichtung, in einem Passagierraum eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Dabei soll für möglichst jede der Klimatisierungszonen eine gewünschte mittlere Temperatur unabhängig von den Temperaturen der anderen Klimatisierungszonen einstellbar sein.In air conditioning systems, it is increasingly desirable to provide different air mass flows at different air conditioning zones, such as in the area of the footwell, the instrument panel, the front passenger and driver side, or the Defrosteinrichtung, in a passenger compartment of a motor vehicle. It should be possible for each of the air conditioning zones a desired average temperature regardless of the temperatures of the other air conditioning zones.

Mit zunehmender Anzahl der unterschiedlich und unabhängig voneinander temperierbaren und belüftbaren Klimatisierungszonen ist die notwendige Einstellung und Optimierung der benötigten Luftmassenströme bei einem Klimagerät mit zentraler Mischung problematisch, insbesondere wenn sowohl die Mischung von Kalt- und Warmluftströmen als auch die Verteilung der Luftströme nur mit Hilfe von Regelorganen wie mechanischen Klappen erreicht werden soll. Die notwendige Balance zwischen der Massenstromverteilung auf der einen Seite und der Mischung und damit der Temperaturverteilung auf der anderen Seite ist deshalb für jeden Klimagerätetyp und jeden Passagierraum neu anzupassen und abzustimmen. Insbesondere wird die Aufteilung und Vermischung der einzelnen Luftströme in einem zusammenhängenden zentralen Mischraum problematisch, wenn für eine Anzahl von Klimatisierungszonen eine entsprechende Anzahl von Luftauslässen aus dem Mischraum zum Auslass unterschiedlich temperierter Luftströme verwendet werden soll. Denn eine Optimierung des Klimagerätes mithilfe von Klappenstellungen und Leitelementen auf einen Betriebspunkt, d. h. für eine definierte Stellung der Regelorgane, etwa der Klappenposition bei einem definierten Massenstrom, kann für einen anderen Betriebspunkt ungünstig sein.With increasing number of different and independent temperature-controlled and ventilated air conditioning zones, the necessary adjustment and optimization of the required air mass flows in an air conditioner with central mixture is problematic, especially if both the mixture of cold and warm air flows and the distribution of air flows only with the help of regulatory bodies how mechanical flaps should be achieved. The necessary balance between the mass flow distribution on the one hand and the mixture and thus the temperature distribution on the other side must therefore be adjusted and adjusted for each type of air conditioning unit and each passenger compartment. In particular, the division and mixing of the individual air streams in a contiguous central mixing space becomes problematic if a corresponding number of air outlets from the mixing space to the outlet of differently tempered air streams is to be used for a number of air conditioning zones. For an optimization of the air conditioner using flap positions and guide elements to an operating point, d. H. for a defined position of the control organs, such as the flap position at a defined mass flow, may be unfavorable for another operating point.

Die genannte Problematik kann sich bei den genannten Klimageräten mit einem zentralen Mischraum ferner dadurch verschärfen, dass bei der Massenstromaufteilung auf Kalt- oder Warmluftpfade innerhalb des Mischraumes nichtstationäre Strömungsphänomene wie Strömungsablösungen beobachtet werden können, die etwa auf einer nur kleinen Änderung der Klappenstellung basieren. Durch Strömungsablösung wird die Homogenität der Temperatur an dem Luftauslass bzw. den Luftauslassen verringert, da die Vermischung der Luftmassenströme ungünstig beeinflusst wird.In the case of the above-mentioned air conditioners with a central mixing space, the problem mentioned can be exacerbated by the fact that non-stationary flow phenomena such as flow separations can be observed in the mass flow distribution on cold or warm air paths within the mixing space, which are based on a small change in the valve position. By flow separation, the homogeneity of the temperature at the air outlet or the air outlet is reduced because the mixing of the air mass flows is adversely affected.

Bei Klimageräten mit einem einzigen zentralen Mischraum hängt ferner die Aufteilung und Vermischung der Luftmassenströme erheblich von der Orientierung und Lage der einzelnen Warm- und Kaltluftstrahlen innerhalb des Mischraums ab, womit die kontrollierte Führung eines Kalt- bzw. Warmluftstromes durch den Mischraum erschwert wird oder sich gar als unmöglich herausstellt. Um bei einem Luftaustritt eine gewünschte mittlere Temperatur T zu erhalten, muss ein definierter Kaltluftmessenstrom m ._kalt mit der gegebenen Verdampfertemperatur T_kalt und ein definierter Warmluftmassenstrom m ._warm mit der gegebenen Heizertemperatur T_warm kontrolliert zu den einzelnen Austritten geführt sein, wobei gemäß Enthalpiebilanz die mittlere Temperatur

In air conditioners with a single central mixing chamber also depends the division and mixing of the air mass flows considerably from the orientation and location of the individual hot and cold air jets within the mixing chamber, whereby the controlled leadership of a cold or hot air flow through the mixing space is difficult or even turns out to be impossible. At a desired air outlet, a desired mean temperature

T

to obtain a defined cold air measurement current m. _cold with the given evaporator temperature T _cold and a defined hot air mass flow m. _warm with the given heater temperature T be controlled _warm led to the individual outlets, according to Enthalpiebilanz the mean temperature

Da die Verdampfertemperatur und die Heizertemperatur jedoch neben anderen Faktoren von den genannten Strömungsphänomenen beeinflusst werden, – je nach Klappenstellung interagieren Warm- und Kaltluftstrahlen mehr oder weniger ausgeprägt –, ändern sich die benötigten Massenströme entsprechend und sind darum schwer vorherzusagen. Dadurch wird der Fachmann zu einer nichtanalytischen Vorgehensweise für die Einstellung im Prinzip eines jeden Betriebspunktes der Klimaanlage gezwungen.However, since the evaporator temperature and the heater temperature are influenced, among other factors, by the flow phenomena mentioned above-depending on the flap position, hot and cold air jets interact more or less pronounced-the required mass flows change accordingly and are therefore difficult to predict. This forces the person skilled in the art to adopt a non-analytical procedure for the adjustment in principle of each operating point of the air conditioning system.

Es kann daher als eine Aufgabe der Erfindung betrachtet werden, ein Luftverteilungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl getrennt voneinander temperierbarer und belüftbarer Klimatisierungszonen zu schaffen, dass eine einfache Vorausberechnung, Steuerung und Einstellung von Luftmassenströmen und deren Temperatur für nahezu beliebig viele Klimatisierungszonen gestattet.It may therefore be considered as an object of the invention to provide an air distribution system for a motor vehicle having a plurality of separately temperature controlled and ventilated air conditioning zones that allow easy prediction, control and adjustment of air mass flows and their temperature for almost any number of air conditioning zones.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Luftverteilungssystem der eingangs genannten Art, wobei das Luftverteilungssystem mit einem Kaltluftpfad und eifern Warmluftpfad an eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist, wobei jeder der Luftpfade räumlich getrennt voneinander zu jeder Klimatisierungszone geführt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Luftverteilungssystems sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by an air distribution system of the type mentioned, wherein the air distribution system with a cold air path and eifern warm air path to an air conditioner of the Motor vehicle is connected, each of the air paths is guided spatially separated from each other to each air conditioning zone. Advantageous embodiments of the air distribution system are the subject of the dependent claims.

Mit dem vorgeschlagenen Luftverteilungssystem kann entsprechend einer Gesamtenthalpiebilanz an den Ausgängen der zu den Klimatisierungszonen führenden Kalt- und Warmluftpfaden die benötigte Menge an Kalt- und Warmluft festgestellt werden. Die Kalt und Warmluftpfade lassen sich etwa mittels Kunststoffleitungen, Schläuchen oder Rohren unmittelbar zu den Klimatisierungszonen des Kraftfahrzeugs führen. Durch die vorgeschlagene dezentrale Luftverteilung wird eine einfache Berechnung der genannten Gesamtmenge an Kalt- und Warmluft ermöglicht. Ferner ist die Steuerung und Einstellung von Luftmassenströmen durch das vorgeschlagene Luftverteilungssystem vereinfacht, da die Luftmassenstromverteilung von der Temperaturmischung vollständig entkoppelt werden kann.With the proposed air distribution system, the required amount of cold and warm air can be determined in accordance with a Gesamtenthalpiebilanz at the outputs of leading to the air conditioning zones cold and hot air paths. The cold and hot air paths can be lead directly to the air conditioning zones of the motor vehicle, for example by means of plastic pipes, hoses or pipes. The proposed decentralized air distribution enables a simple calculation of the total amount of cold and warm air mentioned. Furthermore, the control and adjustment of air mass flows is simplified by the proposed air distribution system, since the air mass flow distribution can be completely decoupled from the temperature mixture.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest für eine Klimatisierungszone auf eine, auch dezentrale, Mischkammer verzichtet werden. Entsprechend kann sowohl der Kaltluftpfad als auch der Warmluftpfad für mindestens eine Klimatisierungszone jeweils einen Luftauslass aufweisen, der unmittelbar in die Klimatisierungszone einmündet.According to one embodiment, it is possible to dispense with one or even a decentralized mixing chamber, at least for one air-conditioning zone. Accordingly, both the cold air path and the hot air path for at least one air conditioning zone each have an air outlet, which opens directly into the air conditioning zone.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Kaltluftpfad und der Warmluftpfad für mindestens eine Klimatisierungszone auch einen gemeinsamen Luftauslass aufweisen.According to a further embodiment, the cold air path and the hot air path for at least one air conditioning zone may also have a common air outlet.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Kaltluftpfad ein Absperrorgan zur Absperrung und/oder Regelung des zuführbaren Gesamtkaltluftstromes auf. Durch das Absperrorgan ist die Einstellung der maximal benötigten Gesamtkaltluftstromes auf einfache Weise ermöglicht. Eine Obergrenze für den Durchsatz kalter Luft und die erreichbare Kühltemperatur basiert im Wesentlichen auf der Komponentenleistung der Klimaanlage, also dem Gebläse und dem Verdampfer sowie der Länge und Isolierung des Kaltluftpfades.According to one embodiment, the cold air path has a shut-off device for shutting off and / or regulating the supplyable total cold air flow. Through the obturator, the setting of the maximum total cooling air flow required is made possible in a simple manner. An upper limit for the throughput of cold air and the achievable cooling temperature is based essentially on the component performance of the air conditioning system, ie the blower and the evaporator as well as the length and insulation of the cold air path.

Ferner weist in einem anderen Ausführungsbeispiel der Warmluftpfad ein Absperrorgan zur Absperrung und/oder Regelung des zuführbaren Gesamtwarmluftstromes auf. Eine Obergrenze für den Durchsatz warmer Luft und die erreichbare Heiztemperatur basiert auch hier im Wesentlichen auf der Komponentenleistung der Klimaanlage, also dem Gebläse und in diesem Fall dem Heizer sowie der Länge und Isolierung des Warmluftpfades.Furthermore, in another exemplary embodiment, the hot air path has a shut-off device for shutting off and / or regulating the supplyable total warm air flow. An upper limit for the throughput of warm air and the achievable heating temperature is also based here essentially on the component performance of the air conditioning, so the fan and in this case the heater and the length and insulation of the hot air path.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird bevorzugt, dass vor jedem Luftauslass ein Absperrorgan zur Absperrung und/oder Regelung des zuführbaren Luftstromes zu der jeweiligen Klimatisierungszone angeordnet ist. Mittels der Absperrorgane, etwa Ventilen, Klappen, Blenden, Rollbändern, kann jedem Auslass, bzw. jeder Klimatisierungszone genau die Warm- und Kaltluftmenge zugeführt werden, mit der eine gewünschte mittlere Temperatur der Klimatisierungszone erreicht wird.In a further embodiment, it is preferred that a shut-off device for shutting off and / or regulating the supplyable air flow to the respective air-conditioning zone is arranged in front of each air outlet. By means of the shut-off devices, such as valves, flaps, orifices, roller conveyors, each outlet or each air conditioning zone can be supplied with exactly the amount of hot and cold air with which a desired average temperature of the air conditioning zone is achieved.

Ferner wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel bevorzugt, dass der Warmluftpfad und der Kaltluftpfad in eine Mischkammer münden, wobei ein von der Mischkammer gemischter Luftmassenstrom in eine Klimatisierungszone einleitbar ist. Die Mischkammer ist dabei im Bereich der Klimatisierungszone angeordnet also im Hinblick auf das Klimagerät dezentral und von diesem räumlich getrennt. Sofern Absperrorgane vor den Luftauslassen der Klimatisierungszone vorgesehen sind, liegt die Mischkammer hinter den Ausgängen der Absperrorgane für den Kalt- und Warmluftpfadabschnitt der zu der jeweiligen Klimatisierungszone führt.Furthermore, in a further exemplary embodiment, it is preferred that the hot air path and the cold air path open into a mixing chamber, wherein an air mass flow mixed by the mixing chamber can be introduced into an air conditioning zone. The mixing chamber is arranged in the area of the air conditioning zone so decentralized with respect to the air conditioner and spatially separated from this. If shut-off valves are provided before the air outlet of the air conditioning zone, the mixing chamber is located behind the outputs of the shut-off valves for the cold and hot air path section leading to the respective air conditioning zone.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Klimaanlage geeignet Anschluss an ein Luftverteilungssystem vorgeschlagen. Die Klimaanlage weist ein Gebläse, einen Verdampfer, eine Heizung und einer Verteilerkammer auf. Ein Mischraum in der Klimaanlage ist nicht vorhanden, Mittels einer Regelvorrichtung in der Verteilerkammer ist ein zugeführter Luftmassenstrom in den Kaltluftpfad bzw. den Warmluftpfad verteilbar.In a further embodiment, an air conditioner suitable connection to an air distribution system is proposed. The air conditioner has a fan, an evaporator, a heater and a distribution chamber. A mixing chamber in the air conditioning system is not present. By means of a control device in the distribution chamber, a supplied air mass flow can be distributed into the cold air path or the hot air path.

Zur Lösung der obengenannten Aufgabe wird ferner ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Passagierraum mit einer Mehrzahl getrennt voneinander temperierbarer und belüftbarer Klimatisierungszonen, eine Klimaanlage und ein Luftverteilungssystem, wobei das Luftverteilungssystem mit einem Kaltluftpfad und einem Warmluftpfad an die Klimaanlage des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist, wobei jeder der Luftpfade räumlich getrennt voneinander zu jeder Klimatisierungszone geführt ist. Die oben genannten Ausführungsbeispiele und die nachfolgend aufgeführten Unteransprüche gelten dabei ebenso für diesen Gegenstand wie für das Luftverteilungssystem selbst.To solve the above object, a motor vehicle is further proposed, comprising a passenger compartment with a plurality of separately temperature controlled and ventilated air conditioning zones, an air conditioning system and an air distribution system, wherein the air distribution system is connected to a cold air path and a hot air path to the air conditioning of the motor vehicle, wherein each of Air paths are spatially separated from each other to each air conditioning zone. The abovementioned exemplary embodiments and the dependent claims below apply equally to this article as well as to the air distribution system itself.

Die oben genannten einzelnen Merkmale der Erfindung und der Ausführungsbeispiele können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.The abovementioned individual features of the invention and of the exemplary embodiments can, of course, also be combined with one another, as a result of which partial advantageous effects can also be achieved that go beyond the sum of the individual effects.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigenFurther details and advantages of the invention will become apparent from the embodiments illustrated in the drawings. Show it

1 eine Prinzipskizze eines Luftverteilungssystems sowie einer Klimanlage; 1 a schematic diagram of an air distribution system and an air conditioning system;

2 einen Schnittschema des Luftverteilungssystems gemäß 1. 2 a sectional diagram of the air distribution system according to 1 ,

Ein in 1 schematisch gezeigtes Luftverteilungssystem 100 ist zwischen einer Klimaanlage 200 eines hier nicht gezeigten Kraftfahrzeugs und dessen vier getrennt voneinander temperierbarer und belüftbarer Klimatisierungszonen 301 bis 304 angeschlossen. Ein Kaltluftpfad 110 des Luftverteilungssystems 100 ist über ein Absperrventil 111 mit einer Verteilerkammer 210 der Klimaanlage 200 verbunden und ein Warmluftpfad 120 ist über eine Heizung 220 der Klimaanlage und ein weiteres Absperrventil 112 ebenfalls mit der Verteilerkammer 210 verbunden.An in 1 schematically shown air distribution system 100 is between an air conditioner 200 a motor vehicle not shown here and its four separately temperature-controlled and ventilated air conditioning zones 301 to 304 connected. A cold air path 110 of the air distribution system 100 is via a shut-off valve 111 with a distribution chamber 210 the air conditioning 200 connected and a warm air path 120 is over a heater 220 the air conditioning and another shut-off valve 112 also with the distribution chamber 210 connected.

Wie bei bekannten Klimaanlagen durchströmt ein von einem Gebläse 230 erzeugter Gesamtluftstrom einen Filter 240 und einen Verdampfer 250, bevor er in der Verteilerkammer 210 mit Hilfe geeigneter, hier nicht gezeigter Regelvorrichtungen, etwa Luftklappen, auf den Kaltluftpfad 110 und den Warmluftpfad 120 verteilt wird. Der Kaltluftstrom und der Warmluftstrom werden vollständig getrennt voneinander geführt, bis die Pfade 110, 120 mit je einem Luftauslass in eine Mischkammer 130 münden. Für jede Klimatisierungszone 301–304 ist eine dezentrale Mischkammer 130–133 vorgesehen, wobei jeweils ein Luftauslass 134–137 einer Mischkammer in die entsprechende Klimatisierungszone einmündet. Im Gegensatz zu bekannten Klimaanlagen kann durch die dezentral angeordneten Mischkammern 130–133 eine zentrale Mischkammer entfalten.As with known air conditioners, one of a blower flows through them 230 generated total air flow a filter 240 and an evaporator 250 before entering the distribution chamber 210 with the help of suitable, not shown here control devices, such as air dampers, on the cold air path 110 and the warm air path 120 is distributed. The cold air flow and the hot air flow are completely separated from each other until the paths 110 . 120 each with an air outlet in a mixing chamber 130 lead. For every climate zone 301 - 304 is a decentralized mixing chamber 130 - 133 provided, each with an air outlet 134 - 137 a mixing chamber opens into the corresponding air conditioning zone. In contrast to known air conditioning systems can by the decentralized mixing chambers 130 - 133 unfold a central mixing chamber.

Mit den in 1 gezeigten Komponenten kann entsprechend der Gesamtenthalpiebilanz der Luftauslasse 134–137 in einem ersten Schritt die benötigte Warm- und Kaltluftmenge festgestellt werden und an den Absperrorganen 111 und 112 eingestellt werden. In einem zweiten Schritt wird für jeden Luftauslass 140 genau die Warm- und Kaltluftmenge der jeweiligen Mischkammer 130–133 zugeführt, die zu der gewünschten mittleren Temperatur an den Luftauslassen 134–137 führt. Ferner kann durch Ausgestaltung der Mischkammern die Temperaturhomogenität auf ein gewünschten bzw. notwendiges Maß verbessert werden. Beispiele für solche Ausgestaltungen werden zu der 2 beschrieben. Generell gilt, dass auch erheblich mehr als vier Klimatisierungszonen mit einer gewünschten Temperatur unabhängig voneinander temperiert werden können. Im übrigen kann für bestimmte Klimatisierungszonen auch die vorgeschaltete Mischkammer entfallen, etwa wenn zusammengeführte Kalt- und Warmluftpfade genügend lang sind, dass sich Warm- und Kaltluftströme über die Länge genügen mischen konnten.With the in 1 Components shown may correspond to the total enthalpy balance of the air outlet 134 - 137 In a first step, the required amount of hot and cold air are detected and at the shut-off 111 and 112 be set. In a second step is for each air outlet 140 exactly the warm and cold air quantity of the respective mixing chamber 130 - 133 fed to the desired mean temperature at the air outlet 134 - 137 leads. Furthermore, the temperature homogeneity can be improved to a desired or necessary degree by designing the mixing chambers. Examples of such embodiments become the 2 described. In general, considerably more than four air-conditioning zones with a desired temperature can be tempered independently of each other. Moreover, for certain air conditioning zones and the upstream mixing chamber omitted, such as when merged cold and hot air paths are sufficiently long that hot and cold air streams could mix enough over the length.

Die Aufteilung des Warm- und Kaltluftstroms wird mittels geeigneter Absperrorgane 141–148 in Form von Ventilen erreicht, die den Mischkammern 130–133 bzw. den Luftauslassen 140 des Kalt- und Warmluftpfades vorgeschaltet sind. Die Berechnung der benötigten Massenströme ergibt sich aus den Enthalpiestrom- und Massenbilanzen. Dabei werden mit i = 1 ... n die verschiedenen Ausgänge 134–137 indexiert, an denen ein bestimmter Massenstrom m ._i und eine Temperatur T_i vorgeschrieben ist. Weiterhin sind die Verdampfertemperatur T_kalt und die Heizertemperatur T_warm durch die Komponentenleistungen von Verdampfer 250 und Heizer 220 vorgegeben. Die Massenerhaltung und die Enthalpieerhaltung tiefem ein System aus drei Gleichungen für die Berechnung des Gesamtmassenstroms m ._gesamt, des Warmluftmassenstroms m ._warm und des Kaltluftmassenstroms m ._kalt.

m ._gesamt = m ._kalt + m ._warm

The division of the hot and cold air flow is by means of suitable shut-off devices 141 - 148 achieved in the form of valves that the mixing chambers 130 - 133 or the air outlet 140 the cold and hot air path are connected upstream. The calculation of the required mass flows results from the enthalpy flow and mass balances. With i = 1 ... n, the different outputs are used 134 - 137 indexed at which a certain mass flow m. _i and a temperature T _{i is} prescribed. Furthermore, the evaporator temperature T are _cold and the heater temperature T is _warm due to the component performance of the evaporator 250 and heaters 220 specified. The conservation of mass and the enthalpy conservation deep a system of three equations for the calculation of the total mass flow m. _total , the warm air mass flow m. _warm and the cold air mass flow m. _cold .

m. _total = m. _cold + m. _warm

2 zeigt das Luftverteilungssystem 100 und die Klimaanlage 100 in detaillierter Form. In einem Gehäuse 260 der Klimaanlage 200 befindet sich hinter dem hier nicht gezeigten Gebläse ein sich in Strömungsrichtung 232 im Querschnitt aufweitender Gebläseauslasstrakt 231, hinter dem der Filter 240 und der Verdampfer 250 angeordnet sind und von dem Gesamtmassenstrom der Luft durchströmt werden. Unmittelbar hinter dem Verdampfer 250 befindet sich der Verteilerraum 270 der in Ausströmrichtung von einem Absperrorgan in Form einer Blende 271 begrenzt wird. Die Blende 270 ist derart bewegbar, dass sich eine Öffnung 272 für den Kaltluftpfad 110 öffnet oder schließt und zugleich eine weitere Öffnung 273 für den Warmluftpfad 120 durch einen kinematisch gekoppelten Blendenteil schließt und öffnet. Insofern ist die Blende ein Absperrorgan zur Absperrung und/oder Regelung des zuführbaren Gesamtkaltluftstromes und durch kinematische Kopplung zugleich ein Absperrorgan zur Absperrung und/oder Regelung des zuführbaren Gesamtwarmluftstromes. 2 shows the air distribution system 100 and the air conditioning 100 in detailed form. In a housing 260 the air conditioning 200 is behind the fan not shown here in the flow direction 232 cross-section widening blower outlet tract 231 behind which the filter 240 and the evaporator 250 are arranged and flowed through by the total mass flow of air. Immediately behind the evaporator 250 is the distribution room 270 in the outflow of a shut-off in the form of a diaphragm 271 is limited. The aperture 270 is movable such that there is an opening 272 for the cold air path 110 opens or closes and at the same time another opening 273 for the warm air path 120 closes and opens by a kinematically coupled aperture part. In this respect, the diaphragm is a shut-off device for shutting off and / or regulating the supplyable total cold air flow and by kinematic coupling at the same time a shut-off device for shutting off and / or regulating the supplyable total warm air flow.

Hinter der Öffnung 272 für den Kaltluftpfad erstreckt sich ein weiterer Verteilerraum 280, der sich zur Auslassseite 281 verjüngt und ohne weitere zwischengeschaltete Absperrorgane in den Kaltlufthauptpfad 112 mündet. Hinter der Öffnung 273 für den Warmluftpfad 120 erstreckt sich ein weiterer Verteilerraum 290, der einen Heizer 220 sowie ein PTC-Element 221 aufnimmt und sich zur Auslassseite 283 verjüngt und ohne weitere zwischengeschaltete Absperrorgane in einen Warmlufthauptpfad 122 mündet.Behind the opening 272 for the cold air path, another distribution room extends 280 that goes to the outlet side 281 tapered and without further intermediate shut-off devices in the cold air main path 112 empties. Behind the opening 273 for the warm air path 120 extends another distribution room 290 who is a stoker 220 as well as a PTC element 221 picks up and goes to the exhaust side 283 tapered and without further intermediate shut-off devices in a hot air main path 122 empties.

Von dem Warmlufthauptpfad 122 und dem Kaltlufthauptpfad erstrecken sich jeweils vier Pfade zu Insgesamt vier Mischkammern, wobei die der jeweiligen Mischkammer zuführbaren Massenströme durch Absperrorgane in Form von Ventilen 141–148 geregelt werden. Gezeigt sind ferner Mischkammern 134–137 mit Luftleitelementen 191, Flügelklappen 192 und anderen Homogenisierungselementen 193 zur Erreichung eines gleichmäßigen Temperatur und Geschwindigkeitsprofils der in die Klimatisierungszonen eingeleiteten Massenströme. Der Warmluftpfad und der Kaltluftpfad verlaufen größtenteils innerhalb von Strömungskanälen und erstrecken sich von den jeweiligen Auslassseiten 281, 283 der Klimaanlage 200 über die Mischkammern 134–137 bis zu den Klimatisierungszonen 301–304.From the hot air main path 122 and the cold air main path in each case four paths extend to a total of four mixing chambers, wherein the mass flow can be supplied to the respective mixing chamber by shut-off valves in the form of valves 141 - 148 be managed. Shown are also mixing chambers 134 - 137 with air guide elements 191 , Wing flaps 192 and other homogenizing elements 193 to achieve a uniform temperature and velocity profile of the mass flows introduced into the air conditioning zones. The hot air path and the cold air path are mostly within flow channels and extend from the respective outlet sides 281 . 283 the air conditioning 200 over the mixing chambers 134 - 137 to the air conditioning zones 301 - 304 ,

Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein” und „eine” mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements or method steps, just as the term "a" and "an" does not exclude multiple elements and steps.

Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.The reference numerals used are for convenience of reference only and are not to be considered as limiting, the scope of the invention being indicated by the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: LuftverteilungssystemAir distribution system
110110: KaltluftpfadCold air path
111111: Absperrventilshut-off valve
112112: Absperrventilshut-off valve
112'112 ': KaltlufthauptpfadCold air main path
120120: WarmluftpfadWarm air path
122122: WarmlufthauptpfadWarm air main path
130130: Mischkammermixing chamber
131131: Mischkammermixing chamber
132132: Mischkammermixing chamber
133133: Mischkammermixing chamber
134134: Luftauslassair outlet
135135: Luftauslassair outlet
136136: Luftauslassair outlet
137137: Luftauslassair outlet
140140: Luftauslassair outlet
141141: Absperrorganshutoff
142142: Absperrorganshutoff
143143: Absperrorganshutoff
144144: Absperrorganshutoff
145145: Absperrorganshutoff
146146: Absperrorganshutoff
147147: Absperrorganshutoff
148148: Absperrorganshutoff
191191: Luftleitelementair guide
192192: Flügelklappewing flap
193193: Homogenisierungselementhomogenizing
200200: Klimaanlageair conditioning
210210: Verteilerkammerdistribution chamber
220220: Heizerstoker
221221: PTC-ElementPTC element
230230: Gebläsefan
231231: GebläseauslasstraktGebläseauslasstrakt
232232: Strömungsrichtungflow direction
240240: Filterfilter
250250: VerdampferEvaporator
260260: Gehäusecasing
270270: Verteilerraumdistribution space
271271: Blendecover
272272: Öffnungopening
273273: Öffnungopening
281281: Auslassseiteoutlet
283283: Auslassseiteoutlet
301301: KlimatisierungszoneCooling zone
302302: KlimatisierungszoneCooling zone
303303: KlimatisierungszoneCooling zone
304304: KlimatisierungszoneCooling zone
102102: Normalenormal
103103: Siebebenesieve layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007044421 A1 [0002]

Claims

Air distribution system ( 100 ) for a motor vehicle, the motor vehicle having a passenger compartment with a plurality of separately controllable and ventilated air conditioning zones ( 301 - 304 ) and air conditioning ( 200 ), characterized in that the air distribution system with a cold air path ( 110 ) and a warm air path ( 120 ) is connectable to the air conditioning of the motor vehicle, wherein each of the air paths is guided spatially separated from each other to each air conditioning zone.

Air distribution system according to claim 1, characterized in that the cold air path and the hot air path for at least one air conditioning zone each having an air outlet, which opens into the air conditioning zone.

Air distribution system according to claim 1 or 2, characterized in that the cold air path and the hot air path for at least one air conditioning zone ( 301 - 304 ) a common air outlet ( 134 - 137 ) exhibit.

Air distribution system ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cold air path ( 110 ) a shut-off device ( 111 . 271 ) for shutting off and / or regulating the supplyable total cold air flow.

Air distribution system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hot air path ( 120 ) a shut-off device ( 112 . 271 ) for shutting off and / or regulating the supplyable total warm air flow.

Air distribution system ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that in front of each air outlet ( 140 ) a shut-off device ( 141 - 148 ) for shutting off and / or regulating the supplyable air flow to the respective air-conditioning zone ( 301 - 304 ) is arranged.

Air distribution system ( 100 ) according to claims 4 to 6, characterized in that the shut-off elements are selected from the group valve ( 111 . 141 ), Flap, aperture ( 271 ), Roller tape.

Air distribution system ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises at least one mixing chamber ( 130 - 134 ) into which the hot air path ( 120 ) and the cold air path ( 110 ), wherein an air mass flow mixed by the mixing chamber into an air conditioning zone ( 301 - 304 ) can be introduced.

Air conditioning ( 200 ) suitable connection to air distribution system ( 100 ) according to one of claims 1 to 8, the air conditioner having a blower, an evaporator ( 250 ), a heater ( 220 ) and a distribution chamber ( 280 . 290 ), wherein a control device ( 271 ) is arranged in the distribution chamber, by means of which a supplied air mass flow in the cold air path and the hot air path can be distributed.

Motor vehicle, comprising a passenger compartment with a plurality of air-conditioning zones which can be separately heated and ventilated ( 301 - 304 ), air conditioning ( 200 ) and an air distribution system ( 100 ), characterized in that the air distribution system with a cold air path ( 110 ) and a warm air path ( 120 ) is connected to the air conditioning system of the motor vehicle, wherein each of the air paths is guided spatially separated from each other to each air conditioning zone.