DE102011079427A1

DE102011079427A1 - Vorrichtung zur Luftentfeuchtung, Luftentfeuchtersystem und Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung

Info

Publication number: DE102011079427A1
Application number: DE102011079427A
Authority: DE
Inventors: Roland Burk; Thomas Himmer
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-01-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorrichtung zur Luftentfeuchtung für ein Fahrzeug (1), mit einem Luftkanal (11) zum Leiten eines Luftstroms zur Klimatisierung einer Fahrzeugkabine (2) des Fahrzeugs (1), einem Trocknungsmaterial zur Adsorption von Feuchtigkeit des Luftstroms, wobei das Trocknungsinaterial in dem Luftkanal angeordnet ist, und einer Führungseinrichtung, die ausgebildet ist, um den Luftstrom in einem Adsorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer Adsorptionsrichtung und in einem Desorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer der Adsorptionsrichtung entgegengesetzten Desorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang des Trocknungsmaterials zu führen

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Luftentfeuchtung, auf ein Luftentfeuchtersystem und auf ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung für ein Fahrzeug.
Insbesondere bei Hybrid-Fahrzeugen oder batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen besteht die Notwendigkeit einer Alternative zum herkömmlichen Beheizen der Frontscheibe zur Befreiung und Verhinderung des Scheibenbeschlags, da Elektrofahrzeuge weniger Abwärme erzeugen und die gespeicherte elektrische Energie möglichst für den Antrieb genutzt werden soll.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zur zur Luftentfeuchtung, ein verbessertes Luftentfeuchtersystem und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung für ein Fahrzeug zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Luftentfeuchtung, ein verbessertes Luftentfeuchtersystem und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen gelöst.
Mit Hilfe von Trocknungsmaterial lässt sich ein Luftstrom zur Temperierung einer Fahrzeugkabine ohne den Einsatz elektrischer Energie entfeuchten. Dadurch kann der bei herkömmlichen Klimaanlagen erforderliche hohe Energiebedarf für elektrische Komponenten, wie einer Heizung oder einer Pumpe, verringert werden. Der Einsatz von Trocknungsmaterial eignet sich daher insbesondere bei Hybrid-Fahrzeugen oder batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen, kann aber natürlich auch bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren eingesetzt werden.
Mittels Adsorption in einem Luftentfeuchter wird eine Trocknung von Fahrzeug-Kabinen-Zuluft, und zwar sowohl von Umluft als auch von Frischluft, ermöglicht. Der Luftentfeuchter ist dabei mit einem Desorptionsmechanismus ausgestattet. Eine für einen Desorptionsbetrieb eingesetzte Heizung kann zur Eigensicherheit der Heizung im Desorptionsbetrieb mit einer geeigneten Sicherungseinrichtung ausgestattet sein, um eine Begrenzung der Desorptionstemperatur zu gewährleisten. Dies erhöht die passive Sicherheit des Luftentfeuchters. In Kombination mit dem Luftentfeuchter kann eine Klimaanlagenfunktionalität realisiert werden. Ferner ist der Luftentfeuchter in Kombination mit Luftführungskanälen einsetzbar.
Durch einen geeigneten Betrieb des Luftentfeuchters im Desorptionsbetrieb kann das Einbringen von Feuchtigkeit aus dem Luftentfeuchter in die Fahrzeugkabine vermieden werden.
Der Luftentfeuchter kann Teil eines Luftentfeuchter-Systems sein und ausgebildet sein, um Zuluft, d. h. Um- und/oder Frischluft, einer Fahrzeugkabine adsorptiv zu trocken. Der Luftentfeuchter trocknet die Zuluft und kann insbesondere den Frontscheiben-Beschlag bei vorhandener hoher relativer Luftfeuchte verhindern. Die Desorption des Luftentfeuchters kann durch eine im Luftentfeuchter beinhaltete Heizapparatur erfolgen.
Der erfindungsgemäße Ansatz beinhaltet neben verschiedenen Ausführungsformen des Luftentfeuchters und dessen Heizapparatur auch deren systembezogene Einbindung in das Fahrzeug auch die Koppelung des erfindungsgemäßen Ansatz an eine bestimmte Ausführungsform der Klimaanlage für den Desorptionsbetrieb.
Vorteilhaft ist eine Einsatz des Luftentfeuchers in elektrifizierten Fahrzeugen, da er einen energieeffizienten Betrieb gewährleistet.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Luftentfeuchtung für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen:
einem Luftkanal zum Leiten eines Luftstroms zur Klimatisierung einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs;
einem Trocknungsmaterial zur Adsorption von Feuchtigkeit des Luftstroms, wobei das Trocknungsmaterial in dem Luftkanal angeordnet ist; und
einer Führungseinrichtung, die ausgebildet ist, um den Luftstrom in einem Adsorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer Adsorptionsrichtung und in einem Desorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer der Adsorptionsrichtung entgegengesetzten Desorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang des Trocknungsmaterials zu führen.
Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Hybrid-Fahrzeug oder ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug handeln. Bei der Fahrzeugkabine kann es sich um einen Fahrgastraum handeln. Klimatisierung kann eine Erwärmung, Kühlung oder auch lediglich eine Belüftung der Fahrzeugkabine durch Einleiten des Luftstroms in die Fahrzeugkabine bedeuten, Unter Luftkanal kann allgemein ein Raum unterschiedlicher Formgebung verstanden werden, der Wände aufweist, zwischen denen der Luftstrom entlang geleitet werden kann. Der Lüftungskanal kann als Leitung oder als Kammer realisiert sein. Der Luftkanal kann zumindest zwei Öffnungen zum Einlassen und Auslassen des Luftstroms aufweisen. Der Luftkanal kann Teil eines Kanalsystems aus mehreren Lüftungskanälen sein. Der Luftstrom kann vor dem Einleiten in die Fahrzeugkabine geeignet Temperiert werden. Das Trocknungsmaterial kann an einer Wand des Luftkanals oder an einer in dem Luftkanal integrierten Trägerstruktur angeordnet sein. Durch das Trocknungsmaterial kann dem Luftstrom vor Einleiten in die Fahrzeugkabine Feuchtigkeit entzogen werden. Adsorption bedeutet dabei, dass sich in dem Luftstrom enthaltene Feuchtigkeit auf einer Oberfläche des Trocknungsmaterials niederschlägt. Als Trocknungsmaterial kann beispielsweise Siliciumdioxid-Werkstoff in geeigneter Formgebung eingesetzt werden. Das Trocknungsmaterial kann so in dem Luftkanal angeordnet sein, das der Luftstrom beim Durchströmen des Luftkanals in direkten Kontakt mit dem Trocknungsmaterial kommt. Im Adsorptionsbetriebszustand kann das Trocknungsmaterial eingesetzt werden, um dem Luftstrom Feuchtigkeit zu entziehen. Im Desorptionsbetriebszustand kann das Trocknungsmaterial dagegen aufgenommene Feuchtigkeit an den Luftstrom abgeben. Die Fürungseinrichtung kann die Strömungsrichtung mittels geeigneter Mittel steuern. Dazu kann die Führungseinrichtung eine Schnittstelle zum Empfang eines Signals aufweisen, dass den Betrieb der Vorrichtung im Adsorptionsbetriebszustand oder im Desorptionsbetriebszustand definiert. Im Zusammenhang mit einer Einrichtung, wie der Führungseinrichtung kann der Ausdruck ausgbildet ist, so verstanden werden, dass die Einrichtung geeignete technische Mittel aufweist, eine geeignete Form aufweist, also geeignet ausgeformt ist, oder geeignet angeordnet ist, um eine entsprechende Funktion auszuüben. Die Führungseinrichtung ist ausgebildet, um den Luftstrom im Adsorptionsbetriebszustand und im Desorptionsbetriebszustand durch ein und denselben Luftkanal, jedoch in unterschiedlicher Strömungsrichtung zu Leiten. Auf diese Weise wird der Luftstrom im Adsorptionsbetriebszustand an dem Trocknungsmaterial vorbei in die Fahrzeugkabine hinein und im Desorptionsbetriebszustand aus der Fahrzeugkabine heraus an dem Trocknungsmaterial vorbei geleitet. Vorteilhafterweise kann die adsorbierte Feuchtigkeit dadurch nicht in die Fahrzeugkabine gelangen.
Das Trocknungsmaterial kann starr oder beweglich in dem Luftkanal angeordnet sein. Bei einer beweglichen Anordnung kann ein Träger des Trocknungsmaterial beispielsweise über einen elektrischen Stellantrieb in die gewünschten Stellungen im Adsorptionsbetrieb, Desorptionsbetrieb oder Nicht-Betrieb gebracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Führungseinrichtung ein Gebläse aufweisen, das ausgebildet ist, um bei einem Wechsel zwischen dem Adsorptionsbetriebszustand und dem Desorptionsbetriebszustand eine Richtungsumkehr des Luftstroms durch den Luftkanal zu bewirken. Das Gebläse kann einen oder mehrere Ventilatoren sowie zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere Stellklappen zur Steuerung des Luftstroms aufweisen. Weist die Führungseinrichtung nur einen Ventilator auf, so kann dieser im Adsorptionsbetriebszustand und im Desorptionsbetriebszustand jeweils in unterschiedlichen Richtungen betrieben werden.
Auch kann die Führungseinrichtung ausgebildet sein, um in dem Desorptionsbetriebszustand den Luftstrom intervallartig getaktet durch den Luftkanal zu führen. Auf diese Weise kann der Luftstrom abwechselnd strömen und sich im Stillstand befinden. Dadurch kann die Desorption verbessert werden.
Die Vorrichtung kann einen Bypass aufweisen, der ausgebildet ist, um in einem Belüftungsbetrieb der Vorrichtung zumindest einen Teils des Luftstroms kontaktfrei an dem Trockenmaterial vorbeizuführen. Bei einem ausschließlichen Belüftungsbetrieb kann der Luftstrom ohne entfeuchtet zu werden in die Fahrzeugkabine geleitet werden. Der Luftkanal oder das Trocknungsmaterial umfassender Bereich des Luftkanals kann dabei gegenüber dem Luftstrom verschlossen sein. Der Belüftungsbetrieb kann in Kombination mit dem Adsorptionsbetrieb durchgeführt werden. Auf diese Weise kann ein Teil des Luftstroms an dem Trocknungsmaterial entlang geführt werden, so dass der Luftstrom weniger als im reinen Adsorptionsbetrieb getrocknet wird.
Das Trocknungsmaterial kann elektrisch leitfähig sein, um in dem Desorptionsbetriebszustand einen elektrischen Strom zur Erwärmung des Trocknungsmaterials zu führen. Beispielsweise kann das Trocknungsmaterial dazu ein Gemisch aus einer trocknungsaktiven und einer elektrisch leitfähigen Substanz umfassen. Durch die Erwärmung kann die Desorption der während des Adsorptionsbetriebs adsorbierten Feuchtigkeit gesteigert werden.
Auch kann die Vorrichtung mindestens einen Stromleiter umfassen, auf dessen Oberfläche zumindest ein Teil des Trocknungsmaterials angeordnet ist. Dabei kann der Stromleiter ausgebildet sein, um in dem Desorptionsbetriebszustand einen elektrischen Strom zur Erwärmung des Trocknungsmaterials zu führen. Der Stromleiter kann innerhalb des Luftkanals angeordnet sein. Als Stromleiter eignet sich beispielsweise ein Heizwiderstand oder ein Peltierelement. Das Trocknungsmaterial kann dabei direkt auf der Oberfläche des Stromleiters und nicht auf einer den Stromleiter umgebenden Wärmeleitschicht angeordnet sein. Dies erhöht den Wirkungsgrad des Stromleiters in Bezug auf die Erwärmung des Trocknungsmaterials.
Auch kann die Vorrichtung eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Trocknungsmaterials im Desorptionsbetriebszustand aufweisen. Dabei kann die Heizeinrichtung in Bezug auf die Desorptionsrichtung vor dem Trocknungsmaterial in dem Luftkanal angeordnet ist. Auf diese Weise wird die aus der Fahrzeugkabine geleitete Luft zunächst erwärmt und trifft dann erwärmt auf das Trocknungsmaterial, um dem Trocknungsmaterial Feuchtigkeit zu entziehen.
Ferner kann die Vorrichtung einen Mikrowellensender aufweisen, der ausgebildet ist, um das Trocknungsmaterial im Desorptionsbetriebszustand zu erwärmen. Dies ist eine sehr effektive Methode zur Erwärmung.
Die Vorrichtung kann ein Filter aufweisen, das angrenzend an das Trocknungsmaterial in dem Luftkanal angeordnet ist. Mit Hilfe des Filters können lose Teile des Trocknungsmaterials aus dem Luftstrom herausgefiltert werden. Dadurch kann eine Verunreinigung, insbesondere der Fahrzeugkabine, verhindert werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die ausgebildet ist, um die Vorrichtung ansprechend auf ein Anschließen des Fahrzeugs an eine fahrzeugexterne Stromversorgung in den Desorptionsbetriebszustand zu versetzen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, um ein die fahrzeugexterne Stromversorgung anzeigendes Signal empfangen und ansprechend darauf den Desorptionsbetriebszustand auslösen. Dazu kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, um ein entsprechendes Steuersignal an die Führungseinrichtung auszugeben, um ein Strömen des Luftstroms in der Desoprtionsrichtung zu veranlassen. Ferner kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, um ein geeignetes Steuersignal an eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Trocknungsmaterials auszugeben. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um den Desorptionsbetrieb nach einer vorbestimmten Zeitdauer, abhängig von einem Feuchtigkeitszustand des Trocknungsmaterials oder beim Entfernen fahrzeugexternen Stromversorgung zu beenden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Luftentfeuchtersystem für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen:
einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung;
einer Belüftungsöffnung, die mit einem in Bezug auf die Adsorptionsrichtung des Luftstroms hinter dem Trocknungsmaterial angeordneten Bereich des Lüftungskanals verbunden ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand den entlang des Trockungsmaterials geführten Luftstrom aus dem Luftkanal heraus in die Fahrzeugkabine zu leiten und, um in dem Desorptionsbetriebszustand den Luftstrom aus der Fahrzeugkabine in den Luftkanal hinein zu leiten; und
einer Frischluftöffnung, die mit einem in Bezug auf die Adsorptionsrichtung des Luftstroms vor dem Trocknungsmaterial angeordneten Bereich des Lüftungskanals verbunden ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand Frischluft aus der Umgebung der Fahrzeugkabine als den Luftstrom in den Luftkanal hinein zu leiten, und, um in dem Desorptionsbetriebszustand den entlang des Trockungsmaterials geführten Luftstrom aus dem Luftkanal heraus in die Umgebung zu leiten.
Das Luftentfeuchtersystem kann eine Klimaanlage oder Teil einer Klimaanlage des Fahrzeugs sein. Die jeweiligen Öffnungen können über geeignete Leitungen oder Kanäle mit dem Luftkanal verbunden sein. Auch kann der Luftkanal direkt in eine der Öffnungen münden.
Das Luftentfeuchtersystem kann ferner eine Umluftöffnung aufweisen, die mit einem in Bezug auf die Adsorptionsrichtung des Luftstroms vor dem Trocknungsmaterial angeordneten Bereich des Lüftungskanals verbunden ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand Innenluft aus der Fahrzeugkabine als zumindest einen Teil des Luftstroms in den Luftkanal hinein zu leiten. Dazu kann das Luftentfeuchtersystem ferner eine Einstelleinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand ein Verhältnis eines aus der Frischluftöffnung in den Luftkanal hinein geleiteten Anteils und eines aus der Umluftöffnung in den Luftkanal hineingeleiteten Anteils des Luftstroms einzustellen. Auf diese Weise kann eine Zusammensetzung des Luftstroms, beispielsweise abhängig von einer Temperatur oder Luftfeuchtigkeit im Inneren und im Außeren des Fahrzeugs optimiert werden. Im Desorptionsbetriebszustand kann der Luftstrom dagegen ausschließlich über die Frischluftöffnung ausgeleitet werden, so dass keine Rückführung in die Fahrzeugkabine erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Belüftungsöffnung ausgebildet sein, um in dem Adsorptionsbetriebszustand den entlang des Trockungsmaterials geführten Luftstrom aus dem Luftkanal heraus auf eine Frontscheibe des Fahrzeugs zu leiten. Dadurch kann ein Beschlagen der Frontscheibe verhindert werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung, die einen Luftkanal zum Leiten eines Luftstroms zur Klimatisierung einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs und ein in dem Luftkanal angeordnetes Trocknungsmaterial zur Adsorption von Feuchtigkeit des Luftstroms aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Führen des Luftstroms in einem Adsorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer Adsorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang des Trocknungsmaterials; und
Führen des Luftstroms in einem Desorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer der Adsorptionsrichtung entgegengesetzten Desorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang des Trocknungsmaterials.
Es findet also eine Richtungsumkehr des Luftstroms bei einem Wechsel zwischen Adsorptionsbetrieb und Desorptionsbetrieb statt. Dadurch kann vermieden werden, dass Feuchtigkeit des Trocknungsmaterials an die Fahrzeugkabine abgeben wird.
Das Verfahren kann einen Schritt des Überführens der Vorrichtung in den Adsorptionsbetriebszustand, ansprechend auf eine zur Führung des Fahrzeugs geeignete Inbetriebnahme des Fahrzeugs und einen Schritt des Überführens der Vorrichtung in den Desorptionsbetriebszustand, ansprechend auf eine Versorgung des Fahrzeugs von einer externen Stromquelle, umfassen. Auf diese Weise kann die Luftentfeuchtung während der Fahrt oder bei einer Vorbereitung des Fahrzeugs zur Fahrt durchgeführt werden. Die Desorption kann dagegen beim Stillstand des Fahrzeugs erfolgen, wenn eine Batterie des Fahrzeugs wieder aufgeladen wird.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 bis 48 Darstellungen einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung und eines Luftentfeuchtersystems gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
49 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und
50 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Luftentfeuchtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
Anhand der 1 bis 50 werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beschrieben wird ein Luftentfeuchter 14, 10, 9 sowie dessen systembezogene Applikation in einem Fahrzeug 1.
Zweck des Luftentfeuchters 14 ist das Trocknen von Umluft 5 und/oder Frischluft 6, die einer Fahrzeugkabine 2 des Fahrzeugs 1 über entsprechende Luftauslässe 23 zugeführt wird. Dabei soll der Luftentfeuchter 14 insbesondere für eine Reduktion beim Scheibenbeschlag einer Frontscheibe 3 des Fahrzeugs 1 sorgen, da die Reduktion des Scheibenbeschlags unter anderem von sicherheitsrelevanter Bedeutung ist.
Deswegen wird in erster Linie beabsichtigt, Defrost-Kanäle 11 zur Scheibenentfeuchtung mit einem Luftentfeuchter 14 auszustatten, bzw. den Defrost-Kanälen 11 bereits entfeuchtete Luft 7 zuzuführen.
Der Scheibenbeschlag tritt insbesondere bei kalten Außentemperaturen und/oder bei hoher Luftfeuchtigkeit auf, wenn beispielsweise durch die Fahrzeug-Insassen ein erhöhter Feuchteeintrag zu verzeichnen ist. Auf Grund der Taupunkts-Unterschreitung an der kalten Scheibe 3 kondensiert dort bei entsprechender Luftfeuchte der Wasserdampf.
Der Luftentfeuchter 14 trocknet die Luft 7 soweit herab, dass die an der Scheibe 3 auftretende Taupunkts-Temperatur unterschritten wird, weshalb es zu keiner unerwünschten Kondensation an der Scheibe 3 kommen kann.
Vorteilhaft ist es, die Luftauslässe 23 so zu gestalten, dass die Frontscheibe 3 gezielt und mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit, durch einen reduzierten Strömungsquerschnitt, mit getrockneter Luft 7 beaufschlagt wird, und ein diffuses Ausströmen der Luft 7 aus den Auslässen somit vermieden wird. Dies reduziert die unerwünschte Vermischung von feuchter Innenraumluft 5 mit der getrockneten Luft 7 im Scheibenbereich 3.
Die Verwendung eines Luftentfeuchters 14 gewinnt insbesondere mit der allgemeinen Zunahme von elektrifizierten Fahrzeugen 1 im Straßenverkehr an Bedeutung. Diese Fahrzeuge 1 produzieren naturgemäß weniger Abwärme, die zum Erwärmen und somit zum Trocknen der Scheiben 3 verwendet werden könnte. Die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie ist in der Regel zu kostbar, um sie zum Heizen der Zuluft 7 zu verwerten, da hiermit auch eine Verminderung der Fahrzeug-Reichweite verbunden ist. Der erfindungsgemäße Luftentfeuchter 14 trocknet die Luft 7 indes adsorptiv, ohne dass dabei zusätzliche elektrische Energie aufgebracht werden muss. Dabei wird das Trocknungsmaterial 15 mit dem Wasserdampf aus der Zuluft 5, 6 beladen, welche den Luftentfeuchter 14 dadurch getrocknet 7 verlässt. Ein positiver Nebeneffekt ist die Erwärmung der getrockneten Luft 7 auf Grund der frei werdenden Adsorptionswärme im Luftentfeuchter 14.
Wenn das Fahrzeug 1 nicht betrieben wird, und zum Laden der Batterie am Stromnetz hängt, kann der Luftentfeuchter 14 wieder desorbiert werden. Dazu verfügt der Luftentfeuchter 14 über eine elektrische Heizapparatur 18, welche das Wasser aus dem Trocknungsmaterial 15 wieder austreibt. Die so erzeugte, feuchte und gekühlte Desorptionsluft 12, 24 muss aus dem Fahrzeug 1 entsorgt werden. Dies kann erfindungsgemäß über gesonderte Luftführungskanäle 24 geschehen, die die Luft 24 nach draußen führen, oder in vorteilhafter Weise über den Zuluft-Kanal 12, 6 Frischluft-Zuführung des Fahrzeugs 1. Ebenfalls kann die Desorptionsluft 12, 24 über die Zuluft-Kanal 12, 6 Frischluft-Zuführung einer Klimaanlage 4 abgeführt werden, indem die Klimaanlage 4 konstruktiv so ausgeführt wird, dass die Strömungsrichtung umkehrbar wird.
Unter dem Begriff Klimaanlage 4 sind auch Belüftungssysteme 4 oder Belüftungsanlagen 4 zu verstehen, die über entsprechende Gebläse-Einrichtungen verfügen.
Der Luftentfeuchter 14 wird somit erfindungsgemäß in oder an der Klimaanlage 4, bzw. in oder an den Luftführungskanälen, z. B. dem Defrost-Kanal 11, zur Scheibenentfeuchtung im Fahrzeug 1 verbaut.
Der erfindungsgemäße Luftentfeuchter 14 wird entsprechend seiner gestalterischen Ausprägung, die sich auf Grund seines Bestimmungsortes im Fahrzeug 1 ergibt, als Kompakttrockner 10, 14 oder Flachtrockner 9, 14 bezeichnet.
Der Kompakttrockner 10, 14 wird in der Klimaanlage 4 oder zwischen Klimaanlage 4 und Defrost-Kanal 11 verbaut. Seine Bauform 10, 14 gleicht näherungsweise eher einem Würfel oder einem Quader. Er zeichnet 10, 14 sich tendenziell durch einen vergleichsweise kleineren Strömungsquerschnitt und eine vergleichsweise längere Strömungslänge aus. Es können ein oder mehrere Kompakttrockner 10, 14 eingebracht werden.
Der Flachtrockner 9, 14 wird im oder im Bereich des Luftführungskanals, insbesondere des Defrost-Kanals 11, verbaut. Die Bauform des Flachtrockners 9, 14 gleicht näherungsweise eher einem Quader oder einer Platte. Der Flachtrockner 9, 14 zeichnet sich tendenziell durch einen vergleichsweise größeren Strömungsquerschnitt und eine vergleichsweise kleinere Strömungslänge aus. Es können ein oder mehrere Flachtrockner 9, 14 eingebracht werden.
Kompakttrockner 10, 14 und Flachtrockner 9, 14 sind bezüglich ihrer äußerlichen und inneren Gestaltung nicht auf die Formen Würfel, Quader und Platte beschränkt, sondern sind an die jeweiligen Gegebenheiten Rundungen, Krümmungen, Schrägen und Kanten des individuellen Fahrzeugs 1 oder der individuellen Klimaanlage 4 anzupassen. Insofern nimmt der Luftentfeuchter 14 für den realen Anwendungsfall eine äußert komplexe dreidimensionale Form an.
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung besteht in erster Linie aus folgenden Komponenten: Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 weist ein trocknungsaktives Wasser-Adsorptions-Material 15 auf.
Dazu zählt Silica-Gel, allgemein ein Siliciumdioxid-Werkstoff, wie pyrogenes SiO₂ oder Kieselgel/-säure oder kolloidale Kieselsäure, beispielsweise Kieselpulver für Beschichtungen. Des Weiteren können Zeolithe, z. B. 13x, 10a, für Trocknungszwecke und Aktiv-Kohle-haltige Trocknungsmaterialien 15 verwendet werden. Auch Graphit-basierte Materialien z. B. Blähgraphit oder Salze können geeignet sein.
Das Trocknungsmaterial 15 liegt in Form von Granulat, Kugel-Granulat, als zusammenhängender Körper – insbesondere als Extrusions-Körper und/oder gepresste Formkörper, als Wabenstruktur oder als Schaum-strukturierter Monolith – oder als Beschichtung eines Trägermaterials 16, wie z. B. Folien, Bleche oder Platten, vor.
Das Trocknungsmaterial 15 kann in ein Compound eingebunden sein, indem zum Trocknungsmaterial 15 Graphitplättchen, Leitruß, expandierte Grafitflocken, Bornitrid oder Silicimcarbid beigemengt wird. Durch eine derartige Compound-Struktur lässt sich in vorteilhafter Weise die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit steigern, wodurch der Desorptionsvorgang verbessert wird und die direkte Anbindung an elektrische Leitungen und Anschlussstellen ermöglicht bzw. erleichtert wird. Dadurch wird das Trocknungsmaterial 15 selbst zum Heizelement 18 oder zumindest anteilig zum Heizelement 18.
Ein erfindungsgemäßer, zusammenhängender Trocknungskörper 15 weist gegenüber herkömmlichen Granulat-artigen Schüttgut-Trocknungs-materialien 15 mehrere Vorteile auf.
Zum einen ergibt sich eine vereinfachte Montage und keine Staubentwicklung. Die Anbindung einer Heizquelle 18 vereinfacht einen flächigen Kontakt. Eine Wärmeeinbringung bei der Desorption wird besser, insbesondere aufgrund der Wärmeleitung und Austauchfläche. Es ist auch eine Beimengung von Wärmeleitungselementen möglich. Es besteht keine Rieselproblematik und es tritt kein Setzen oder Verschieben auf. Es kann eine Druckabfall-Reduktion bei größtmöglicher Trocknungsmasse 15 erzielt werden und es besteht ein geringes Trocknervolumen 14, 17.
Ein zusammenhängender Trocknungskörper 15 kann erfindungsgemäß auch modular aufgebaut sein, sodass die Zusammenstellung einer Mehrzahl gleichförmiger oder auch unterschiedlich gestalteter, kleiner Einzel-Trocknungskörper 15 den Gesamt-Trocknungskörper 15 des Luftentfeuchters ergibt. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der Gesamt-Trocknungskörper 15 von weitläufiger Gestalt ist, wodurch die Herstellung eines zusammenhängenden Trocknungskörpers 15 erschwert wird, oder wenn der Gesamt-Trocknungskörper 15 regelmäßig von Trägermaterialien 16 und/oder Heizelementen 18 und/oder Wärmeleitungselementen, z. B. Pins, Blechstreifen oder Wellrippen, und/oder Luftführungskanälen 27 durchdrungen oder unterbrochen wird.
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 kann ferner gegebenenfalls Trägermaterial 16 des trocknungsaktiven Materials 15 aufweisen.
Potentielle Trägermaterialien 16 sind Folien, Bleche, Platten oder ein expandierter, fester Schaum. Die Trägermaterialien 16 können metallisch Alu, Kupfer, Stahl oder aus Kunststoff, Graphit, Papier oder Pappe sein.
Zur Positionierung und Aufnahme des Trocknungsmaterials 15 kann das Trägermaterial 16 als Blech, Lochblech, als Drahtgestrick- oder -geflecht, als Gitter-Blech/-Rost, als geprägte Struktur oder Prägeblech- oder Draht, geschlitzt oder berippt, als Rippenblech, als Rippenextrudat, als Lamellenblech, als Formteil oder Folie gestaltet sein.
Im Falle eines Granulat- oder Kugel-Granulat-förmigen Trocknungsmaterials 15 kann die Formgebung des Trägermaterials 16, z. B. Lochblech, insbesondere dazu dienen, das Trocknungsmaterial 15 so zu positionieren und zueinander so zu beabstanden, dass im Betriebsfall ein auftretender Druckabfal im Vergleich zur herkömmlichen Schüttung vermindert werden kann, und das Trocknungsmaterial 15 möglichst auf dessen ganzer Oberfläche von Luft umströmt wird, wodurch weniger Totwassergebiete auftreten.
Das Trägermaterial 16 kann mit dem Trocknungsmaterial 15 dick- oder dünnbeschichtet, z. B. mit kolloidaler Kieselsäure, oder gefügt werden. Eine Fügung kann durch Klebung, eingepresste oder eingedrückte Verbindung/Klemmung, Passung, oder ein Formteil realisiert werden.
Das Trägermaterial 16 kann als stromführendes Heizelement 18 ausgeführt werden. Auch kann das Heizelement 18, z. B. ein Draht oder PTC-Elemente, auf dem Trägermaterial 16 aufgebracht werden, sodass das Trägermaterial 16 Träger von Trocknungsmaterial 15 und/oder Heizelement 18 ist. Des Weiteren kann das Trägermaterial 16 ein stromführendes Element sein, um das gesonderte Heizelement 18 mit Strom zu versorgen.
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 weist ferner einen Trockner 17 auf. Der Trockner 17 kann eine Kombination aus Trocknermaterial 15 und gegebenenfalls Trägermaterial 16 und gegebenenfalls Heizelemente 18 sein.
Der Trockner 17 bezeichnet das Trocknungsmaterial-Volumen 15, welches gegebenenfalls mit Trägermaterialien 16 und/oder Heizelementen 18 versehen ist.
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 weist ferner ein Heizelement 18 zur Desorption auf.
Dazu zählen elektrische Heizer 18 wie PTC-Elemente, PTC-Steine, Heizplatten/-bleche, Heizdrähte/-wendeln/-spiralen, Heizstäbe, Heizblöcke, Heizmatten, Heizpatronen oder Heizschlangen. Auch eine Mikrowellen-Desorption ist vorstellbar.
Das Heizelement 18 kann Stecker, Buchsen, Leiterbleche-/bahn/-platte oder Kabel aufweisen über welche das Heizelement 18 an einen Stromkreis angeschlossen werden kann.
Das Heizelement 18 kann mit einem Polymer-PTC ausgestattet sein, der als thermischer Strombegrenzer und/oder Temperaturbegrenzer und Schutzschalter bzw. Überhitzungsschutz dient. Damit lässt sich die erforderliche Heizleistung in Abhängigkeit des Desorptions-Fortluftstroms automatisch einstellen.
Das Heizelement 18 kontaktiert das Trocknungsmaterial 15 nach Möglichkeit direkt und über einen möglichst großflächigen Bereich. Auch eine indirekte Kontaktierung über Wärmeleitungsmaterialien ist möglich. Das bedeutet, dass das Trocknungsmaterial 15 von Wärmeleitungsmaterialien Metall, Graphit oder Keramik durchdrungen wird, welche mit dem Heizungselement 18 in Verbindung steht.
Je besser das Heizelement 18 an das Trocknungsmaterial 15 angebunden ist, desto schneller bzw. wirkungsvoller kann der Desorptionsvorgang durchgeführt werden, wodurch der Wassergehalt aus dem Trocknungsmaterial 15 wieder ausgetrieben wird. Einige gute thermische Anbindung ist dahingehend von Vorteil.
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 weist ferner ein Trockner-Gehäuse 19 auf.
Das Trocknungs-Gehäuse 19 kann ein- oder mehrteilig aufgebaut sein. Es begrenzt den Luftentfeuchter 14 nach außen hin und beherbergt und positioniert innenseitig den Trockner 17.
Das Gehäuse 19 kann den Trockner 17 relativ lose, z. B. durch Passung oder Formschluss, aufnehmen oder starr mit diesem verbunden sein, z. B. durch Klebung oder Schrauben. Auch eine Klemmung des Trockners 17 im Gehäuse 19 ist möglich. Das Gehäuse 19 verfügt in bevorzugter Weise über Dichtungselemente 21, wie Schaumstoffe, Gummi- bzw. EPDM, die den Trockner 17 im Gehäuse 19 halten und/oder By-Pass-Luftströme verhindern.
Das Gehäuse 19 verfügt über zwei Öffnungen 28, über welche dem Trockner 17 Luft zugeführt werden kann bzw. über welche die getrocknete 7 oder befeuchtete Luft 12 wieder aus dem Trockner 17 abgeführt werden kann.
Je nach Ausführung als Kompakttrockner 10 oder Flachtrockner 9 kann die Gestalt des Gehäuses 19 grundlegend veränderlich sein. So kann das Gehäuse 19 beispielsweise im Falle des Kompakttrockners 10 eher einem Rechteckrohr ähneln oder im Falle des Flachtrockners 9 eher einem Rahmen.
Das Gehäuse 19 kann aus einem temperaturbeständigen Kunststoff Thermoplast oder Duroplast oder aus einem metallischen Werkstoff Aluminium, Stahl-Blech, Kupfer bestehen. Auch ein Hybrid aus verschiedenen Materialien ist möglich.
Das Gehäuse 19 kann auch Teil eines Luftführungskanals, z. B. des Kanals 11, oder einer Klimaanlage 4 sein, sodass nicht zwingend ein zusätzliches bzw. individuelles Gehäuse-Bauteil 19 erforderlich ist.
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 weist ferner gegebenenfalls ein Gitter, Netz, Sieb oder ein Filter 20 auf.
Um zu verhindern, dass Staub oder Schmutzpartikel in den Luftentfeuchter 14 gelangen, kann es erforderlich sein, dass dieser an dessen Luft-Ein- und Luft-Austritt mit einem Filter 20 gegebenenfalls auch einem Gitter, Netz und/oder Sieb ausgestattet ist. Andersherum kann es zudem notwendig sein, die Umgebung des Luftentfeuchters 14 vor Trocknerpartikeln 15 zu schützen, die sich möglicherweise auf Grund von vibrationsbedingten Abrasions-Mechanismen lösen können.
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 weist ferner gegebenenfalls eine Abdichtung 21 auf.
Um Leck- bzw. unerwünschte By-Pass-Strömungen des Luftentfeuchters 14 im Adsorptions- und/oder Desorptionsbetrieb zu vermeiden, kann es notwendig sein, eine Abdichtung 21 zwischen Gehäuse 19 und Trockner 17 und/oder eine Abdichtung 21 an der Anbindungsstelle des Luftentfeuchters 21 zum Kanal 11 oder der Klimaanlage 4, vorzusehen. Auch eine Abdichtung 21 des Luftentfeuchters 14 an dessen Lufteintritt und Luftaustritt kann erforderlich sein, um eine unerwünschte Adsorption des Trocknungsmaterials 15 im Nicht-Betrieb zu unterbinden. Dies kann über bewegliche Teile, wie z. B. Klappen 21 oder Jalousie-Klappen 21, bewerkstelligt werden, die im Betriebsfall zu öffnen und im Nicht-Betriebsfall zu schließen sind. Die Abdichtung 21 kann am Luftentfeuchter 14 selbst, z. B. am Gehäuse 19, oder am Kanal 11 oder der Klimaanlage 4, vorgesehen sein. Die Abdichtung 21 besteht gemeinhin aus Kunststoffmaterialien PP, PE, PA, Schaumstoff, EPDM, Klebung, usw..
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 weist ferner elektrische Anschlussstellen 22 auf, die beispielsweise Stecker, Buchsen, Leiterbleche-/bahn/-platte oder Kabel umfassen.
Die Heizelemente 18 müssen mit Strom versorgt werden. Dazu wird das Gehäuse 19 mit elektrischen Anschlussstellen 22 ausgestattet. Diese elektrischen Anschlussstellen 22 kontaktieren mit der elektrischen Stromführung der Heizelemente 18 einerseits und mit der externen Stromzuführung des Luftentfeuchters 14 andererseits. Sollte das Trägermaterial 16 selbst das Heizelement 18 bilden, bzw. das Heizelement 18 Bestandteil des Trägermaterials 16 sein, oder von diesem aufgenommen werden, kann sich der elektrische Anschluss 22 auch am Trägermaterial 16 befinden.
Es ist auch möglich das Heizelement 18 direkt an eine externe Stromversorgung anzuschließen, ohne dass dabei eine elektrische Anschlussstelle 22 im Gehäuse 19 vorhanden sein muss.
Die nachfolgend aufgeführten, erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich in erster Linie auf die System-bezogenen Merkmale einer Luftentfeuchter-Applikation und dessen Infrastruktur. Die zu den Ausführungen gehörigen, beispielhaften Figuren sind auf Grund der visuellen Komplexität eines Fahrzeuginnen-Lebens zumeist sehr schematisch gehalten, und die Einfachheit der Darstellungen und der Beschreibungen erlaubt ein schnelleres prinzipielles Verständnis der jeweiligen Funktionsweisen. Die Ausführungsbeispiele lassen sich in Bezug auf gewisse, vereinzelte angeführte Details, z. B. Abdichtungen 21 wie Klappen oder die Position der Luftführungskanäle, untereinander beliebig kombinieren.
Im Folgende werden Betriebsarten des im Luftentfeuchters 14 beschrieben.
Im Adsorptionsbetrieb wird die der Kabine 2 zugeführten Luft 7 im Luftentfeuchter 14 getrocknet.
Im Desorptionsbetrieb wird das Trocknungsmaterial 15 getrocknet und zu diesem Zwecke geheizt und mit Luft beströmt 13, 5, 6.
Im Belüftungsbetrieb wird der Kabine 2 nicht-getrocknete Luft 25 zugeführt.
Im Misch-Betrieb wird der Kabine 2 Teil-getrocknete Luft 7, 25 zugeführt.
Im Nicht-Betrieb werden weder der Luftentfeuchter 14 noch der Defrost-Kanal 11 mit strömender Luft beaufschlagt.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit Klimaanlage und Luftentfeuchter, in Form eines Kompakttrockners, im Adsorptionsbetrieb.
Wie in 1 gezeigt, kann der Luftentfeuchter 14, 10 im Bereich der Klimaanlage 4 verbaut werden. Der Klimaanlage 4 kann einerseits Außenluft über die Frischluft-Zufuhr 6 und andererseits Fahrzeugkabinen-Luft über die Umluft-Zufuhr 5 zugeführt werden. Beide Lufteinträge 5, 6 können mit einer erhöhten Feuchte belastet sein, die bei einer anschließenden Beströmung der Frontscheibe 3 dort zu einem unerwünschten Scheibenbeschlag führen können. Der Beströmung wird daher ein Luftentfeuchter 14, 10, 9 dazwischen geschaltet, der die Außenluft Frischluft-Zufuhr 6 und/oder die Fahrzeugkabinen-Luft Umluft-Zufuhr 5 trocknet, und somit der Frontscheibe 3 getrocknete Luft Adsorptions-Kabinen-Zuluft 7 zugeführt wird. Ein Teil der der Kabine zugeführten Luft 7, 25 entweicht über Öffnungen nach draußen Abluft 8.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit Klimaanlage und Luftentfeuchter, in Form eines Flachtrockners, im Adsorptionsbetrieb.
Der Luftentfeuchter 14, 9 kann wie in 2 angedeutet, alternativ auch im Bereich der Luftführungskanäle verbaut werden, worunter in bevorzugter Weise der Defrost-Kanal 11 zu verstehen ist. Der Defrost-Kanal 11 führt im Wesentlichen Luft 7, 25 von der Klimaanlage 4 zur Frontscheibe 3. Der Defrost-Kanal 11 ist zu diesem Zwecke mit Auslässen 23 ausgestattet, über welche die Frontscheibe 3 mit Luft angeströmt werden kann.
Der Luftentfeuchter 14, 10, 9 kann nur eine gewisse Feuchtigkeitsmenge aufnehmen, die in erster Linie von der Art des verwendeten Trocknungsmaterials 15 und dessen Menge abhängig ist. Zum Desorbieren muss das Trocknungsmaterial 15 erhitzt werden, und die hierbei entstehende, mit Feuchte angereicherte Desorptionsluft 12, entsorgt werden. Dabei sollte die Desorptionsluft 12 nicht in den Fahrgastraum 2 gelangen. Die Erhitzung des Trocknungsmaterials 15 wird durch eine im Luftentfeuchter 14, 10, 9 beinhaltete Heizeinrichtung 18 bewerkstelligt. Zur Entsorgung der Desorptionsluft 12 kann der Luftentfeuchter 14, 10, 9 leicht bzw. Intervall-artig taktend beströmt werden. Dazu wird dem Luftentfeuchter 14, 10, 9 erfindungsgemäß die Luft Desorptions-Zuluft 13 des Fahrzeug-Innenraums 2 zugeführt. Die Desorptions-Abluft 12 entweicht dann wie in 3 gezeigt über den Frischluft-Kanal 12, 6 der Klimaanlage 4 oder einen gesonderten, speziell hierfür vorgesehenen Desorptionskanal 24 nach außen. Die Desorptions-Abluft 12, 24 kann erfindungsgemäß noch zuvor an kalten Stellen im Bereich der Klimaanlage 4, z. B. an dem Verdampfer, dem Kühler oder Kühlerleitungen, oder an den Luftführungskanäle kondensieren.
3 zeigt entsprechend dazu eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit Klimaanlage und Luftentfeuchter im Desorptionsbetrieb.
Gegebenenfalls kann der Klimaanlagen-Filter hierbei mit Wasser gesättigt werden, sodass auch dieser unter Umständen noch zu desorbieren erwärmen und beströmen ist, wodurch sich die gesamte Desorptionszeit verlängert.
Die Umkehrung der Luftstromrichtung im Defrost-Kanal 4 zum Zwecke des Desorptionsbetriebes kann über eine entsprechende Gebläse-Einheit in der Klimaanlage oder im Bereich der Luftführungskanäle herbeigeführt werden. Desweiteren können die einzelnen Komponenten der Anlagen hierzu mit Klappen 21 ausgestattet sein, um die Luftströme für den Adsorptions- und Desorptionsbetrieb in die gewünschten Kanäle zu leiten, durch regional gezielte und fallweise variable Unter- und Überdruckerzeugung in der Klimaanlage 4, oder um bei Nicht-Verwendung des Luftentfeuchters 14, 10, 9, z. B. bei ruhendem Fahrzeug 1, den Luftentfeuchter 14, 10, 9 abzudichten, sodass dieser nicht ungewollt adsorbiert. Folglich kann die Apparatur, bestehend aus der Klimaanlage 4, den Belüftungskanälen, wie z. B. die Defrost-Kanäle 11, und dem Luftentfeuchter 14, erfindungsgemäß über lediglich eine Gebläse-Einheit verfügen, die sowohl für den Adsorptions- und Desorptionsbetrieb, als auch für den konventionellen Belüftungsbetrieb, zuständig ist.
4 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im Adsorptionsbetrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
5 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im Adsorptionsbetrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, wird der Luftentfeuchter 14, 9 im Defrost-Kanal 11 in dessen mittlerem Bereich – bezogen auf dessen Höhe – eingebracht, und umfänglich zum Defrost-Kanal hin, abgedichtet 21. Die zu trocknende Luft 5, 6 kann sich unterhalb des Luftentfeuchters 14, 9 im Defrost-Kanal 11 verteilen.
Unterseitig nimmt der Luftentfeuchter 14, 9 die zu trocknende Luft 5, 6 auf, und gibt sie getrocknet 7 oberseitig wieder ab. Die getrocknete Luft 7 wird über die Auslässe des Defrost-Kanals 23 an die Kabine 2 bzw. an die Frontscheibe 3 wieder abgegeben. Der Luftentfeuchter 14, 9 kann prinzipiell auch im oberen Bereich des Defrost-Kanals 11 – bezogen auf dessen Höhe – untergebracht werden. Der Luftentfeuchter 14, 9, 10 oder die Auslässe des Defrost-Kanals 23 und die Belüftungskanäle oder die Klimaanlage 4 können verschließbare Klappen oder Jalousie-Klappen aufweisen, die je nach Bedarfsfall geöffnet oder geschlossen werden können. Insbesondere der Luftentfeuchter 14, 9, 10 oder die Auslässe des Defrost-Kanals 23 können erfindungsgemäße Klappen oder Jalousie-Klappen 21 aufweisen.
6 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im Desorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
7 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im Desorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
Mit der Umkehrung des Luftstroms – bei gleichzeitiger Beheizung des Trocknungsmaterials 15 – findet, wie in den 6 und 7 gezeigt, der Desorptionsvorgang statt. Die Desorptions-Zuluft 13 wird der Fahrgaszelle entnommen und dem Luftentfeuchters 14, 9 oberseitig zugeführt. Unterseitig gibt der Luftentfeuchter 14, 9 die feuchte Desorptions-Abluft 12 wieder an den Defrost-Kanal 11 ab, von welchem diese dann entweder über die Klimaanlage 4 und deren Zuluft-Kanal 6, 12 oder über einen gesonderten Desorptionskanal 24 nach außen entsorgt und abgeführt wird.
8 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines maßlich, reduzierten Luftentfeuchters im Adsorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
9 zeigt eine schematische Draufsicht-Darstellung eines maßlich, reduzierten Luftentfeuchters im Adsorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
Für den Fall, dass der Defrost-Kanal 11 eine übermäßig komplizierte oder komplexe Geometrie aufweist oder aus anderen technischen oder wirtschaftlichen Gründen, kann es erforderlich sein, die Ausmaße des Luftentfeuchters 14, 9, wie in den 8 und 9 gezeigt, auf einen begrenzten Bereich im Defrost-Kanal 11 zu limitieren, wobei der Luftentfeuchter 14, 9 auch dann zwischen Ober- und Unterseite des Defrost-Kanal 11 so abgedichtet 21 wird, dass eine By-Pass-Strömung vermieden wird.
10 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters bei Nicht-Betrieb im abgedichteten Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
11 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters bei Nicht-Betrieb im abgedichteten Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
12 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines abgedichteten Luftentfeuchters bei Nicht-Betrieb im abgedichteten Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
Wie in den 10, 11 und 12 dargestellt, können der Luftentfeuchter 14, 9 und/oder der Defrost-Kanal 11 abgedichtet werden, um den Luftentfeuchter 14, 9 bei Nicht-Betrieb von der umgebenden, möglicherweise feuchten Luftatmosphäre abzuriegeln, und um somit eine unerwünschte Adsorption des Luftentfeuchters 14, 9 zu vermeiden.
13 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines maßlich reduzierten, abgedichteten Luftentfeuchters im Belüftungs-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
Im Belüftungs-Betrieb wird der Fahrzeug-Kabine 2 Luft 25 zugeführt, die zuvor nicht entfeuchtet wurde. Wie in der 13 dargestellt, kann insbesondere der Luftentfeuchter 14, 9 abgedichtet werden, um den Luftentfeuchter 14, 9 im Belüftungsbetrieb von der umgebenden, möglicherweise feuchten Luftatmosphäre abzuriegeln, und um somit eine unerwünschte Adsorption des Luftentfeuchters 14, 9 zu vermeiden.
Weitere alternative Ausführungsbeispiele für den Desorptionsbetrieb sind den 14 bis 17 zu entnehmen.
14 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im alternativen Desorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs
15 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im alternativen Desorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
Die 14 und 15 zeigen den Desorptionsbetrieb mit Kabinen-Innenraumluft als Desorptions-Zuluft 13 und einen gesonderten Kanal 24 um die feuchte Abluft 24 zu entsorgen.
16 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im alternativen Desorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
17 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im alternativen Desorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
Die 16 und 17 zeigen den Desorptionsbetrieb mit Frischluft und/oder Umluft als Desorptions-Zuluft 5, 6, und einen gesonderten Kanal 24 um die feuchte Abluft 24 zu entsorgen.
18 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines an Kanalgeometrie und Massenstromdichte angepassten Luftentfeuchters im Adsorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
In 18 ist ein erfindungsgemäß an eine Kanalgeometrie des Defrost-Kanals 11 und eine Massenstromdichte der strömenden Luft 5, 6, 7 angepasster Luftentfeuchter 14, 9 im Defrost-Kanal 11 gezeigt. Der Strömungsquerschnitt wird dabei über die Lauflänge unterhalb des Luftentfeuchters 14, 9 zunehmend kleiner, und oberhalb des Luftentfeuchters 14, 9 zunehmend größer.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann im Defrost-Kanal 11 ein beweglicher, schwenkbarer Luftentfeuchter 26, 14, 9 vorgesehen werden. Diese Luftentfeuchter 26, 14, 9 kann beispielsweise über einen elektrischen Stellantrieb in die gewünschten Stellungen Adsorptionsbetrieb, Desorptions-betrieb oder Nicht-Betrieb und Mischbetrieb oder Belüftungsbetrieb gebracht werden. Im Mischbetrieb verharrt der Luftentfeuchter 26, 14, 9 in einer Zwischenstellung, sodass ein Teil der von der Klimaanlage 4 bereitgestellten Luft 5, 6 durch den Luftentfeuchter 26, 14, 9 strömt und Feuchte adsorbiert 7 wird, und ein zweiter Teil am Luftentfeuchter 26, 14, 9 vorbeigeleitet wird 25, sodass in Summe 7, 25 eine reduzierte Adsorptionsrate für die Beströmung der Fahrgastzelle vorliegt. Der bewegliche Luftentfeuchter 26, 14, 9 wird in den 19 bis 21 dargestellt.
19 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines beweglichen Luftentfeuchters im Adsorptions-Betrieb im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
20 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines beweglichen Luftentfeuchters im Desorptions-Betrieb oder Nicht-Betrieb mit Abdichtung, oder im Belüftungs-Betrieb ohne Abdichtung. Der beweglichen Luftentfeuchter ist im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs angeordnet.
21 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines beweglichen Luftentfeuchters im Misch-Betrieb Adsorption und Belüftung im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
22 zeigt eine schematische Querschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters im Misch-Betrieb Adsorption und Belüftung im Defrost-Kanal eines Fahrzeugs.
Um die Beströmung der Kabine 2 bzw. der Frontscheibe 3 im Misch-Betrieb ohne beweglichen Luftentfeuchter 26 zu ermöglichen, kann der Defrost-Kanal 11 vertikal in zwei Bereiche 11a, 11b unterteilt werden, wobei nur eine Seite 11a mit einem Luftentfeuchter 14, 9 bestückt ist. Wie in 22 gezeigt lässt sich über eine flexibel einstellbare Klappe 21 der prozentuelle Beströmungsanteil 5, 6 in den beiden Bereichen steuern, indem die Klappenstellung entsprechend einjustiert wird. Somit lässt sich sowohl Desorptionsbetrieb, Belüftungsbetrieb als auch Mischbetrieb einstellen.
Die 23 bis 26 zeigen einen erfindungsgemäßen Kompakttrockner 14, 10 in den Betriebsarten Adsorption, gezeigt in 23, Desorption, gezeigt in 24, Belüftung bzw. Nicht-Betrieb, gezeigt in 25 und Desorption via gesondertem Kanal, gezeigt in 26.
23 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters in Kompaktbauweise im Adsorptionsbetrieb in der Klimaanlage eines Fahrzeugs.
24 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters in Kompaktbauweise im Desorptionsbetrieb in der Klimaanlage eines Fahrzeugs.
25 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters in Kompaktbauweise im Belüftungsbetrieb in der Klimaanlage eines Fahrzeugs.
26 zeigt eine schematische Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters in Kompaktbauweise im alternativen Desorptionsbetrieb in der Klimaanlage eines Fahrzeugs.
Die im Folgenden aufgeführten Ausführungsbeispiele der Luftentfeuchter 14, 10, 9 lassen sich in der Regel sowohl auf die Bauform eines Kompakttrockners 10 als auch auf die Bauform eines Flachtrockners 9 übertragen. Der Einfachheit halber wird aber meist nur beispielhaft auf eine Konstruktion eingegangen. Primär wird im Folgenden auch weniger auf die Schnittstelle zwischen Luftentfeuchter 14 und Fahrzeug 1, nämlich den Kanal 11 oder die Klimaanlage 4, eingegangen, wozu auch das Gehäuse 19 des Luftentfeuchters 14 zu zählen ist, sondern auf den Kern der Anwendung, worunter der Trockner 17 zu verstehen ist. Auf Grund der Vielzahl an Möglichkeiten und kombinatorischen Elementen, wie der Trockner 17 im Detail aufgebaut sein kann, sind auch hier Text und Figuren zumeist eher schematisch und prinzipiell gehalten. Trockner 17 und/oder Luftentfeuchter 14 sind nachfolgend erfindungsgemäß aufgebaut und beschrieben.
In den 27 bis 48 sind Trockner 17, Luftentfeuchter 14, bzw. Luftentfeuchter-Komponenten mit extrudierten, geschäumten oder gepressten Form- oder Wabenkörpern 15 dargestellt, die entweder selbst über entsprechend eingelassene Luftführungskanäle 27 verfügen, oder alternativ durch deren Gestaltung und Anordnung der Trocknungskörper 15 zueinander Luftführungskanäle 27 bilden. Die Trocknungskörper 15 werden von Trägermaterialien 16 gehalten, bzw. sind mit diesen gefügt oder verbunden. Die Trägermaterialien 16 können stromführende Elemente aufweisen oder selbst stromführend sein, um die Heizelemente 18, wie z. B. PTC-Steine, mit elektrischem Strom zu versorgen. Auch das Trocknungsmaterial 15 kann stromführend sein. Dazu sind elektrische Anschlussstellen 22 vorgesehen. Die Heizelemente 18 sollen, wie auch die Trägermaterialien 16, möglichst unmittelbar mit dem Trocknungsmaterial 15 verbunden sein, um den Wärmeeintrag zu verbessern. Der Kontakt der Heizelemente 18 mit dem Trocknungsmaterial 15 kann direkt z. B. über Berührung, Klebung oder indirekt, z. B. über Trägermaterial 16, sein. Auch können die Trägermaterialien 16 selbst die Heizelemente 18 bilden. Die 42 zeigt ein metallisches Trägerelement 16, welches beispielsweise durch ein umgeformtes/gestanztes Blech 16 gebildet wird. Das Trägerelement 16 weist Öffnungen 28 und Leit-Lamellen 29 auf. Das Trägerelement 16 samt Leit-Lamellen 29 dient als Heizelement 18 oder beheiztes 18 Element 16 zu Desorptionszwecken, und zur Aufnahme und Positionierung der Trocknungsmaterialien 15 über die Leit-Lamellen 29, und zur Verteilung und Zuordnung der Desoptionsluft 13 zum Trockner 17. Das Trägerelement 16 ist dem Eintrittsluftstrom der Desorptionsluft 13 zugewandt, und weist zum Zwecke der Beströmung Öffnungen 28 auf, die den Zutritt der Desoptionsluft 13 zum Trocknungsmaterial 15 ermöglichen. Insbesondere die um die Öffnungen 28 angeordneten Leitlamellen 29 haben eine wärmeleitende und Trocknungsmaterial 15 -haltende Funktion. Das Trocknungsmaterial 15 wird daher zwischen die zwischen Leit-Lamellen 29 eingebracht. Die Leit-Lamellen 29 können zur besseren Anbindung des Luftstromes an das Trocknungsmaterial 15 und zur großflächigeren Kontaktierung der Leit-Lamellen 29 an das Trocknungsmaterial 15 um 90° verdreht sein.
27 zeigt eine schematische Darstellung eines desorbierbaren Trockners 17 mit gepressten Trocknungsmaterial-Formkörpern 15. Zwei Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 sind parallel zueinander angeordnet gezeigt. Zwischen gegenüberliegenden Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 verläuft ein Luftführungskanal 27.
28 zeigt eine schematische Darstellung eines desorbierbaren Trockners 17 mit wabenartigen Trocknungsmaterial-Formkörpern 15. Durch die Waben werden Luftführungskanäle 27 gebildet. Die Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 sind in mehreren Spalten und Reihen angeordnet, wobei die Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 in benachbarten Spalten versetzt zueinander angeordnet sind.
29 zeigt eine schematische Darstellung eines alternativen desorbierbaren Trockners 17 mit wabenartigen Trocknungsmaterial-Formkörpern 15. Durch die Waben werden Luftführungskanäle 27 gebildet. Die Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 sind in mehreren Spalten und Reihen angeordnet. Benachbarten Trocknungsmaterial-Formkörper 15 sind beabstandet zueinander angeordnet.
30 zeigt eine schematische Darstellung eines desorbierbaren Trockners 17 mit elektrisch leitenden, wabenartigen Trocknungsmaterial-Formkörpern 15. Durch die Waben werden Luftführungskanäle 27 gebildet. Die Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 sind in mehreren Spalten und Reihen kompakt zueinander angeordnet
31 zeigt eine schematische, Seitensicht-Darstellung eines desorbierbaren Luftentfeuchters 17 mit Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 mit ober- und unterseitiger Anbindung der Trägerstruktur 16 und der elektrischen Zuführung.
32 zeigt eine schematische, Draufsicht-Darstellung eines desorbierbaren Luftentfeuchters 17 mit Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 mit seitlicher Anbindung der Trägerstruktur 16 und der elektrischen Zuführung. Die Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 sind jeweils von Luftführungskanälen 27 durchsetzt.
33 zeigt eine schematische, Draufsicht-Darstellung eines desorbierbaren Luftentfeuchters 17 mit Trocknungsmaterial-Formkörpern 15 mit seitlicher Anbindung der Trägerstruktur 16 und der elektrischen Zuführung des expliziten Heizelementes.
34 zeigt eine schematische, Draufsicht-Darstellung eines desorbierbaren Luftentfeuchters 17 mit explizit modularen Trocknungsmaterial-Formkörpern 15.
35 zeigt eine schematische, Draufsicht-Darstellung eines desorbierbaren Trockners 17 mit Trocknungsmaterial-Formkörper 15. Beispielhaft ist der Trockner 17 mit erhöhter Trägermaterial-Dichte und reduzierter Luftkanal-Anzahl gezeigt. Jeweils einander beanachbart angeordnete Luftführungskanälen 27 weisen unterschiedliche Querschnittsflächen auf.
36 zeigt eine schematische, Draufsicht-Darstellung eines desorbierbaren Luftentfeuchters 17 mit Trocknungsmaterial-Formkörper 15. Die Luftführungsspalte 27 sind durch besondere Gestaltung der Formkörper 15 und deren Zuordnung zueinander gebildet.
37 zeigt eine schematische, Draufsicht-Darstellung eines desorbierbaren Luftentfeuchters 17 mit eher zusammenhängendem Trocknungsmaterial-Formkörper 15. Luftführungsspalte 27 sind durch eine besondere Gestaltung der Formkörper 15 und deren Zuordnung zueinander gebildet.
38 zeigt eine schematische, räumliche Darstellung eines Zusammenbaus eines desorbierbaren Luftentfeuchters 17 mit Trocknungsmaterial-Formkörper 15.
39 zeigt eine schematische, räumliche Ausschnitts-Darstellung modularer Trocknungskörper 15 mit Heizelementen 18.
40 zeigt eine schematische, räumliche Darstellung eines desorbierbaren Luftentfeuchters 17 mit Trocknungsmaterial-Formkörper 15.
41 zeigt eine schematische, räumliche Darstellung eines Zusammenbaus eines alternativen, desorbierbaren Trockners 17 mit Trocknungsmaterial-Formkörper 15.
42 zeigt eine schematische, räumliche Ausschnitts-Darstellung eines Träger-Blechs 16 mit Öffnungen für den Luftstrom und Pins/Rippen zur Vergrößerung der Anbindungsfläche an das Trocknungsmaterial 15.
43 zeigt eine schematische, räumliche Darstellung eines Luftentfeuchters 17 als Kompakttrockner.
44 zeigt eine schematische, Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters 17 als Kompakttrockner. Beispielhaft ist der Kompakttrockner 17 mit Granulat-Trocknungsmaterial 15 und gelochtem Blech-Trägermaterial 16 gezeigt.
45 zeigt eine schematische, räumliche Darstellung eines Zusammenbaus eines Luftentfeuchters 17 als Kompakttrockner. Beispielhaft ist der Kompakttrockner 17 mit Granulat-Trocknungsmaterial 15 und gelochtem Blech-Trägermaterial 16 gezeigt.
46 zeigt eine schematische, räumliche Darstellung eines Luftentfeuchters 17 als Flachtrockner.
47 zeigt eine schematische, Längsschnitt-Darstellung eines Luftentfeuchters 17 als Flachtrockner. Geschüttetes Trockner-Granulat 15 ist beispielhaft in einem Filter-Vlies-Behältnis gezeigt.
48 zeigt eine schematische, räumliche Darstellung eines Trockners 17 mit geprägten Trägermaterial-Blechen 16, welche mit einem Trocknungsmaterial 15 beschichtet sind.
Im Folgenden werden wesentliche Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiel zusammenfassend beschrieben.
Der Luftentfeuchter 14 ist zur Unterbringung in Luftführungskanälen, insbesondere den Defrost-Kanälen 11, oder zur integrativen Unterbringung in der Klimaanlage 4 eines Fahrzeugs 1 ausgelegt. Die Bauform des Luftentfeuchters 14 bzw. des Trockners 17 ist als näherungsweise Würfel-, Quader- oder Plattenförmigen Körper realisierbar, der in seiner näherungsweisen Ausführung als Flachtrockner 9 oder Kompakttrockner 10 an die komplexe Geometrie von Luftführungskanälen, z. B. des Kanals 11, oder Klimaanlagen 4 angepasst sein kann, und somit von den genannten Bauformen in notwendiger Weise abweicht. Der Luftentfeuchter 14 weist eine Wasser-Adsorptionsfunktion zur Vermeidung des Front-Scheibenbeschlags und Vorwärmung der Kabinenzuluft 7 sowie eine Desorptionsfunktion mittels im Luftentfeuchter 14 beinhalteten Heizelementen 18 auf.
Der Luftentfeuchter 14 kann mit Heizelementen 18, wie PTC-Elementen, PTC-Steinen, Heizplatten/-bleche, Heizdrähte/-wendeln/-spiralen, Heizstäbe, Heizblöcke, Heizmatten, Heizpatronen oder Heizschlangen, ausgeführt sein. Ferner kann der Luftentfeuchter 14 mit einer Mikrowellen-Desorption ausgeführt sein. Der Luftentfeuchter 14 kann mit Heizelementen 18 ausgeführt sein, die mit einem Polymer-PTC beheizt und/oder abgesichert sind. Eine Temperaturbegrenzung kann mittels Bi-Metall oder Poly-Switch-Schaltern erfolgen.
Die Verwendung der oben angeführten Trocknungsmaterialien 15, insbesondere Graphit, z. B. Blähgraphit, oder Aktiv-Kohle-haltige Adsorptionsmaterialien, kann in Form extrudierter oder gepresster Formkörper erfolgen. Die Verwendung eines elektrischen leitfähigen Trocknungsmaterials 15 kann zur direkten elektrischen Anbindung 22 der stromführenden Bauteile erfolgen. zusätzlich oder alternativ kann die Verwendung des Trockungsmaterials 15, bzw. dessen Bestandteile oder Füllstoffe, wie Metall oder Graphit, als Heizelement 18 erfolgen. Die Verwendung der Trocknungsmaterialien 15 kann als zusammenhängender Körper – insbesondere als Extrusions- oder Press-Körper, als Wabenstruktur oder als Schaum-strukturierter Monolith, wie ein Trocknungsmaterial-Formkörper 15, erfolgen. Eine modulare Bauweise des zusammenhängenden Trockungskörpers 15 kann realisiert werden, indem partielle Trocknungskörpers 15 zu einem Ganzen 15 zusammengefügt werden.
Die druckabfallreduzierende Gestaltung der Trocknungsmaterialien 15 bzw. des Trockners 17 kann in Form von Rund- oder Rechteckkanälen 27 oder spaltförmigen Luft-Strömungsführungen 27 erfolgen, welche im Trockner 17 bzw. Trocknungskörper 15 eingelassen sind, bzw. durch das Anordnen der Trocknungskörper 15 zueinander gebildet werden. Die Verwendung von Trocknungsmaterialien 15 kann als Kugel-Granulat erfolgen, wobei dieses durch ein Trägermaterial 16 in vorteilhafter Weise aufgenommen, positioniert und zueinander beabstandet wird. Die Verwendung der Trocknungsmaterialien 15, wie kolloidale Kieselsäure, kann als Beschichtung 15 eines Trägermaterials 16, z. B. Folien, Bleche oder Platten, erfolgen. Es kann eine Verwendung von zueinander verklebtem Trocknungsgranulat 15 erfolgen. Das Trägermaterial 16 kann als Folie, geprägtes Loch-Blech, Platte oder expandierter, fester Schaum zur Aufnahme, Positionierung, Halterung und ggf. Beabstandung von Trocknungsmaterialien 15 realisiert sein.
Das Trägermaterial 16 kann zur Aufnahme von Heizelementen 18 dienen. Das Trägermaterial 16 kann zur gleichzeitigen Nutzung als Heizelement 18 dienen. Das Trägermaterial 16 kann als stromführendes Element zur Versorgung eines Heizelements 18 dienen. Das Trägermaterial 16 kann zur gleichzeitigen Nutzung als Wärmeleitungsmaterial dienen. Die Ausführung des Trägermaterials 16 kann als Blech, Lochblech, als Drahtgestrick- oder -geflecht, als Gitter-Blech/-Rost, als geprägte Struktur oder Prägeblech- oder Draht, in geschlitzter oder berippter Form, als Rippenblech, als Rippenextrudat, als Lamellenblech, als Formteil oder Folie erfolgen.
Der Luftentfeuchter 14 kann mit Trocknungsmaterialien 15 ausgestattet sein, welche von Wärmeleitungsmaterialien und/oder elektrisch leitfähige Materialien, wie Metall, Graphit oder Keramik durchdrungen werden. Der Aufbau des Luftentfeuchters 14 und des Trockners 17 kann gemäß den angeführten Ausführungsbeispielen und Figuren sein.
Es kann eine Kopplung aus einem erfindungsgemäßem Luftentfeuchter 14 und einem Klimaanlagen-Reversionsbetrieb erfolgen. Im Klimaanlagen-Normalbetrieb erfolgt ein Einblasen der Luft 7, 25 in die Kabine 2 als Kabinenzuluft, beispielsweise zur vorherigen Adsorption im Luftentfeuchter 14. Im Klimaanlagen-Reversionsbetrieb erfolgt ein Ansaugung der im Luftentfeuchter 14 desorbierten Luft 12, 24 zur externen Entsorgung 12, 24 der feuchten Luft 12, 24 außerhalb der Fahrzeugkabine 2.
Es kann eine systematische Einbringung des Luftentfeuchters 14 in die Fahrzeug-Infrastruktur erfolgen und ein Betrieb gemäß den angeführten Ausführungsbeispielen und Figuren durchgeführt werden.
49 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung in Form eines Luftentfeuchters gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung weist einen Luftkanal 11 zum Leiten eines Luftstroms zur Klimatisierung einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeugs auf. In dem Luftkanal 11 ist ein Trocknungsmaterial 15 zur Adsorption von Feuchtigkeit des Luftstroms angeordnet. Ein Gebläse 30 ist in dem Luftkanal 11 angeordnet, um den Luftstrom durch den Luftkanal 11 zu bewegen. Das Gebläse 30 wird von einer Steuereinrichtung 31 gesteuert. Die Steuereinrichtung 31 ist ausgebildet, um die Vorrichtung in einem Adsorptionsbetrieb oder einem Desorptionsbetrieb zu betreiben. In dem Adsorptionsbetrieb ist die Steuereinrichtung 31 ausgebildet, um das Gebläse 30 so anzusteuern, dass das Gebläse 30 den Luftstrom durch den Luftkanal 11 hindurch aus der Fahrzeugkabine absaugt. In dem Desorptionsbetrieb ist die Steuereinrichtung 31 ausgebildet, um das Gebläse 30 so anzusteuern, dass das Gebläse 30 den Luftstrom durch den Luftkanal 11 hindurch in die Fahrzeugkabine einbläst.
50 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Luftentfeuchtung mittels einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. In einem Schritt 41 wird die Vorrichtung in einen Adsorptionsbetriebszustand versetzt. Beispielsweise ansprechend auf ein Einschalten einer Lüftung durch einen Fahrer des Fahrzeugs. Daraufhin wird in einem Schritt 42 ein Luftstrom durch einen Luftkanal der Vorrichtung in einer Adsorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang eines Trocknungsmaterials geführt. In einem Schritt 43 wird die Vorrichtung in einen Desorptionsszustand versetzt. Beispielsweise ansprechend auf ein Anschließen des Fahrzeugs an eine externe Stromversorgung. Daraufhin wird in einem Schritt 44 ein Luftstrom durch den Luftkanal der Vorrichtung in einer der Adsorptionsrichtung entgegengesetzten Desorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang des Trocknungsmaterials geführt.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugkabine
3: Frontscheibe
4: Klimaanlage/Belüftungssystem mit Ventilator (Gebläse, Ansaugung), Klappensystem usw.
5: Umluftzufuhr Klimaanlage (Fahrzeugkabinen-Luft): Feuchteintrag durch Passagiere
6: Frischluftzufuhr Klimaanlage (Außenluft): Feuchteeintrag durch Frischluft
7: Adsorptions-Kabinenzuluft (getrocknete Luft) Bereich Frontscheibe
8: Abluft: Feuchteabtransport durch Fortluft
9: Luftentfeuchter als Flachtrockner
10: Luftentfeuchter als Kompakttrockner
11: Defrost-Kanal
12: Desorptions-Abluft über Frischluftkanal
13: Desorptions-Zuluft
14: Luftentfeuchter allgemein
15: Trocknermaterial: Trocknungsaktives Wasser-Adsorptions-Material
16: Trägermaterial des trocknungsaktiven Materials
17: Trockner: Kombination aus Trocknermaterial und ggf. Trägermaterial und ggf. Heizelemente
18: Heizelement zur Desorption
19: Trockner-Gehäuse
20: Gitter, Netz, Sieb oder Filter
21: Abdichtung (z. B. Klappe, Gummi-Dichtung, Schaumstoff): Am oder im Luftentfeuchter, des Luftentfeuchters zum angrenzenden Bauteil, des Defrost-Kanals und/oder der Klimaanlage
22: Elektrische Anschlussstellen
23: Defrost-Kanal-Auslässe
24: Gesonderter Desorptionskanal (und Desorptions-Abluft), ggf. mit Ansaugung/Gebläse
25: Kabinenzuluft ohne Adsorption
26: Beweglicher Luftentfeuchter
27: Luftführungskanal im Trockner
28: Öffnungen im Trockner und/oder Gehäuse
29: Leit-Lamellen
30: Gebläse
31: Steuereinrichtung
41, 42, 43, 44: Verfahrensschritte

Claims

Vorrichtung zur Luftentfeuchtung für ein Fahrzeug (1), mit folgenden Merkmalen: einem Luftkanal (11) zum Leiten eines Luftstroms zur Klimatisierung einer Fahrzeugkabine (2) des Fahrzeugs (1); einem Trocknungsmaterial (15) zur Adsorption von Feuchtigkeit des Luftstroms, wobei das Trocknungsmaterial in dem Luftkanal angeordnet ist; und einer Führungseinrichtung (30), die ausgebildet ist, um den Luftstrom in einem Adsorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer Adsorptionsrichtung und in einem Desorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer der Adsorptionsrichtung entgegengesetzten Desorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang des Trocknungsmaterials zu führen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Führungseinrichtung ein Gebläse (30) aufweist, das ausgebildet ist, um bei einem Wechsel zwischen dem Adsorptionsbetriebszustand und dem Desorptionsbetriebszustand eine Richtungsumkehr des Luftstroms durch den Luftkanal (11) zu bewirken.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Führungseinrichtung (30) ausgebildet ist, um in dem Desorptionsbetriebszustand den Luftstrom intervallartig getaktet durch den Luftkanal zu führen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Bypass (11a), der ausgebildet ist, um in einem Belüftungsbetrieb der Vorrichtung zumindest einen Teils des Luftstroms kontaktfrei an dem Trockenmaterial (15) vorbeizuführen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Trocknungsmaterial (15) elektrisch leitfähig ist, um in dem Desorptionsbetriebszustand einen elektrischen Strom zur Erwärmung des Trocknungsmaterials zu führen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit mindestens einem Stromleiter (18), auf dessen Oberfläche zumindest ein Teil des Trocknungsmaterials (15) angeordnet ist, wobei der Stromleiter ausgebildet ist, um in dem Desorptionsbetriebszustand einen elektrischen Strom zur Erwärmung des Trocknungsmaterials zu führen
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Heizeinrichtung (18) zur Erwärmung des Trocknungsmaterials (15) im Desorptionsbetriebszustand, wobei die Heizeinrichtung in Bezug auf die Desorptionsrichtung vor dem Trocknungsmaterial in dem Luftkanal (11) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Mikrowellensender, der ausgebildet ist, um das Trocknungsmaterial (15) im Desorptionsbetriebszustand zu erwärmen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Filter (20), das angrenzend an das Trocknungsmaterial (15) in dem Luftkanal (11) angeordnet ist, um lose Teile des Trocknungsmaterials aus dem Luftstrom herauszufiltern.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Steuereinrichtung (31), die ausgebildet ist, um die Vorrichtung ansprechend auf ein Anschließen des Fahrzeugs (1) an eine fahrzeugexterne Stromversorgung in den Desorptionsbetriebszustand zu versetzen.
Luftentfeuchtersystem für ein Fahrzeug (1), mit folgenden Merkmalen: einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; einer Belüftungsöffnung (7), die mit einem in Bezug auf die Adsorptionsrichtung des Luftstroms hinter dem Trocknungsmaterial (15) angeordneten Bereich des Lüftungskanals (11) verbunden ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand den entlang des Trockungsmaterials geführten Luftstrom aus dem Luftkanal heraus in die Fahrzeugkabine (2) zu leiten und, um in dem Desorptionsbetriebszustand den Luftstrom aus der Fahrzeugkabine in den Luftkanal hinein zu leiten; und einer Frischluftöffnung (6), die mit einem in Bezug auf die Adsorptionsrichtung des Luftstroms vor dem Trocknungsmaterial angeordneten Bereich des Lüftungskanals verbunden ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand Frischluft aus der Umgebung der Fahrzeugkabine als den Luftstrom in den Luftkanal hinein zu leiten, und, um in dem Desorptionsbetriebszustand den entlang des Trockungsmaterials geführten Luftstrom aus dem Luftkanal heraus in die Umgebung zu leiten.
Luftentfeuchtersystem gemäß Anspruch 11, mit einer Umluftöffnung (5), die mit einem in Bezug auf die Adsorptionsrichtung des Luftstroms vor dem Trocknungsmaterial (15) angeordneten Bereich des Lüftungskanals (11) verbunden ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand Innenluft aus der Fahrzeugkabine (2) als zumindest einen Teil des Luftstroms in den Luftkanal hinein zu leiten, und mit einer Einstelleinrichtung, die ausgebildet ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand ein Verhältnis eines aus der Frischluftöffnung in den Luftkanal hinein geleiteten Anteils und eines aus der Umluftöffnung in den Luftkanal hineingeleiteten Anteils des Luftstroms einzustellen.
Luftentfeuchtersystem gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem die Belüftungsöffnung (7) ausgebildet ist, um in dem Adsorptionsbetriebszustand den entlang des Trockungsmaterials (15) geführten Luftstrom aus dem Luftkanal (11) heraus auf eine Frontscheibe (3) des Fahrzeugs (1) zu leiten.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Luftentfeuchtung, die einen Luftkanal (11) zum Leiten eines Luftstroms zur Klimatisierung einer Fahrzeugkabine (2) des Fahrzeugs und ein in dem Luftkanal angeordnetes Trocknungsmaterial (15) zur Adsorption von Feuchtigkeit des Luftstroms aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Führen (42) des Luftstroms in einem Adsorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer Adsorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang des Trocknungsmaterials; und Führen (44) des Luftstroms in einem Desorptionsbetriebszustand der Vorrichtung in einer der Adsorptionsrichtung entgegengesetzten Desorptionsrichtung durch den Luftkanal entlang des Trocknungsmaterials.
Verfahren gemäß Anspruch 13, mit einem Schritt des Überführens (41) der Vorrichtung in den Adsorptionsbetriebszustand, ansprechend auf eine zur Führung des Fahrzeugs (1) geeignete Inbetriebnahme des Fahrzeugs und mit einem Schritt des Überführens (43) der Vorrichtung in den Desorptionsbetriebszustand, ansprechend auf eine Versorgung des Fahrzeugs von einer externen Stromquelle.