DE102011117617B4 - Roof air conditioning system for passenger transport vehicles - Google Patents
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Abstract
Dachklimaanlage (3) für Personentransportfahrzeuge mit einer ersten Verdampferbaugruppe (12), einer zweiten Verdampferbaugruppe (12'), einer zwischen der ersten Verdampferbaugruppe (12) und der zweiten Verdampferbaugruppe (12') sowie entlang einer Zentrallängsachse (5) der Dachklimaanlage (3) angeordneten Kondensatorbaugruppe (10), einer ersten Gebläsebaugruppe (16) zur Abgabe klimatisierter Luft in einer ersten Strömungsrichtung (19) und einer zweiten Gebläsebaugruppe (16') zur Abgabe klimatisierter Luft in einer zweiten Strömungsrichtung (19'), wobei die erste Gebläsebaugruppe (16) zwischen der Kondensatorbaugruppe (10) und der ersten Verdampferbaugruppe (12) angeordnet ist, und die zweite Gebläsebaugruppe (16') zwischen der Kondensatorbaugruppe (10) und der zweiten Verdampferbaugruppe (12') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strömungsrichtung (19) und die zweite Strömungsrichtung (19') zu einer die Zentrallängsachse (5) enthaltenden Vertikalebene hin ausgerichtet sind.Roof air conditioner (3) for passenger transport vehicles with a first evaporator module (12), a second evaporator module (12 '), one between the first evaporator module (12) and the second evaporator module (12') and along a central longitudinal axis (5) of the roof air conditioner (3) arranged condenser assembly (10), a first blower assembly (16) for discharging conditioned air in a first flow direction (19) and a second blower assembly (16 ') for discharging conditioned air in a second flow direction (19'), the first blower assembly (16 ) is arranged between the condenser assembly (10) and the first evaporator assembly (12), and the second blower assembly (16 ') is arranged between the condenser assembly (10) and the second evaporator assembly (12'), characterized in that the first flow direction ( 19) and the second flow direction (19 ') towards a vertical plane containing the central longitudinal axis (5) a are aligned.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge. Die Erfindung betrifft außerdem ein Personentransportfahrzeug, das mit einer derartigen Dachklimaanlage ausgestattet ist.The present invention relates to a roof air conditioning system for passenger transport vehicles. The invention also relates to a passenger transport vehicle equipped with such a roof air conditioning system.
Dachklimaanlagen werden häufig zur Klimatisierung von Personentransportfahrzeugen wie beispielsweise Bussen eingesetzt, da sie sich einfach in bestehende Fahrzeugstrukturen integrieren lassen. In der Regel bestehen solche Klimaanlagen aus einer in einem Gehäuse angeordneten Haupteinheit, die sich aus einer Kühlgebläseeinheit und Klimaeinheiten zusammensetzt. Die Haupteinheit kann verhältnismäßig einfach zusammen mit dem Gehäuse auf dem Dach eines Busses montiert werden, wobei solche Klimaanlagen zusätzlich einen Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels benötigen, der entweder zusammen mit der Haupteinheit in dem Gehäuse oder separat an einer anderen Stelle in dem Bus angeordnet sein kann.Rooftop air conditioners are often used for air conditioning of passenger transport vehicles such as buses, as they can be easily integrated into existing vehicle structures. In general, such air conditioners consist of a housing arranged in a main unit, which is composed of a cooling fan unit and air conditioning units. The main unit may be mounted relatively easily together with the housing on the roof of a bus, such air conditioning systems additionally requiring a compressor for compressing a refrigerant, which may be located either together with the main unit in the housing or separately at another location in the bus ,
Die Kühlgebläseeinheit besteht im Wesentlichen aus einer Kondensatorbaugruppe und Kühlgebläsen, wobei der Kondensatorbaugruppe verdichtetes und daher erhitztes Kühlmittel bzw. Kältemittel zugeführt und von den Kühlgebläsen Umgebungsluft an der Kondensatorbaugruppe vorbeigeführt wird, um Wärme aus dem Kühlmittel an die Umgebungsluft abzugeben.The cooling fan unit essentially consists of a condenser assembly and cooling fans, wherein the condenser assembly is supplied with compressed and therefore heated refrigerant and ambient air is bypassed by the cooling fans on the condenser assembly to release heat from the refrigerant to the ambient air.
Das Kühlmittel wird anschließend den Klimaeinheiten zugeführt, die im Wesentlichen aus jeweils einer Verdampferbaugruppe und Gebläsebaugruppen bestehen. In einem Drosselorgan vor den Verdampferbaugruppen wird das Kühlmittel stark expandiert und kühlt entsprechend ab, bevor es durch die Verdampferbaugruppe geleitet wird. In den Verdampferbaugruppen sind zusätzlich Strömungskanäle vorgesehen, durch die Raumluft, d. h. aus dem Fahrgastraum des Personentransportfahrzeugs herausgeführte Luft, Frischluft oder eine Mischung aus beidem hindurchgeführt wird. Dabei gibt die hindurchströmende Luft Wärme an die Verdampferbaugruppen ab, bevor sie über die Gebläsebaugruppen dem Fahrzeuginneren zugeführt wird.The coolant is then fed to the air conditioning units, which essentially consist of an evaporator assembly and blower assemblies. In a throttle body before the evaporator assemblies, the refrigerant is greatly expanded and cools down accordingly before it is passed through the evaporator assembly. In the evaporator assemblies flow channels are additionally provided by the room air, d. H. From the passenger compartment of the passenger transport vehicle led out air, fresh air or a mixture of both is passed. The air flowing therethrough transfers heat to the evaporator assemblies before being supplied to the vehicle interior via the blower assemblies.
Eine Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge ist beispielsweise aus der Druckschrift
Eine Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Druckschrift
Weiterhin ist aus der Druckschrift
Durch die oben beschriebene Strömungsführung entsteht eine auf einen relativ engen Raum begrenzte umlaufende Strömung an klimatisierter Luft im Kopfbereich bzw. dem Oberkörperbereich der Fahrgäste, während andere Bereiche der Luft im Fahrgastraum nahezu ungekühlt bleiben. Zudem entstehen durch die Anordnung der Austrittsdüsen, an denen die Strömungsgeschwindigkeit der klimatisierten Luft am größten ist, insbesondere im Kopfbereich der Fahrgäste kalte Luftströmungen, die von den Fahrgästen als unangenehm empfunden werden können. Weiterhin liegen die Ansaugöffnungen, durch die die warme Luft aus dem Fahrgastraum in die Klimaanlage gesaugt wird, sehr nahe an den Austrittsöffnungen, aus denen die kalte Luft in den Fahrgastraum eingeblasen wird. Dies ist eine für das Strömungsverhalten der Luft eher ungünstige Anordnung, die zudem auch dazu führen kann, dass bereits vor Eintritt der klimatisierten Luft in den Fahrgastraum durch den abgeführten Luftstrom Wärme auf diese übertragen wird.The above-described flow guidance creates a circulating flow of conditioned air in the head area or the upper body area of the passengers which is limited to a relatively narrow space, while other areas of the air in the passenger compartment remain almost uncooled. In addition, caused by the arrangement of the outlet nozzles, where the flow velocity of the conditioned air is greatest, especially in the head region of the passengers cold air currents that can be perceived by the passengers as unpleasant. Furthermore, the intake ports, through which the warm air is sucked from the passenger compartment in the air conditioner, very close to the outlet openings, from which the cold air is blown into the passenger compartment. This is a rather unfavorable arrangement for the flow behavior of the air, which can also lead to the fact that even before the entry of the conditioned air into the passenger compartment Heat is transferred to them through the discharged air flow.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Dachklimaanlage so auszugestalten, dass eine möglichst gleichmäßige Kühlung der Luft im Fahrgastraum erfolgt, ohne dass dabei lokale kalte Luftströmungen im Bereich der Fahrgäste entstehen. Zudem soll ein möglichst wirtschaftlicher und energiesparender Betrieb der Klimaanlage möglich sein.It is the object of the present invention to design a generic roof air conditioning system in such a way that the air in the passenger compartment is cooled as uniformly as possible without causing local cold air flows in the area of the passengers. In addition, the most economical and energy-saving operation of the air conditioning should be possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 definierte Dachklimaanlage gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention this object is achieved by the defined in
Die Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge weist eine erste Verdampferbaugruppe und eine zweite Verdampferbaugruppe sowie eine zwischen der ersten Verdampferbaugruppe und der zweiten Verdampferbaugruppe entlang einer Zentrallängsachse der Dachklimaanlage angeordnete Kondensatorbaugruppe auf. Weiterhin ist eine erste Gebläsebaugruppe zur Abgabe klimatisierter Luft in einer ersten Strömungsrichtung und eine zweiten Gebläsebaugruppe zur Abgabe klimatisierter Luft in einer zweiten Strömungsrichtung vorgesehen. Dabei sind die erste Gebläsebaugruppe so zwischen der Kondensatorbaugruppe und der ersten Verdampferbaugruppe, und die zweite Gebläsebaugruppe so zwischen der Kondensatorbaugruppe und der zweiten Verdampferbaugruppe angeordnet, dass die erste Strömungsrichtung und die zweite Strömungsrichtung zu einer die Zentrallängsachse enthaltenden Vertikalebene hin ausgerichtet sind.The roof air conditioning system for passenger transport vehicles has a first evaporator assembly and a second evaporator assembly, and a capacitor assembly disposed between the first evaporator assembly and the second evaporator assembly along a central longitudinal axis of the roof air conditioning system. Furthermore, a first fan assembly is provided for discharging conditioned air in a first flow direction and a second fan assembly for discharging conditioned air in a second flow direction. The first fan assembly is thus disposed between the condenser assembly and the first evaporator assembly, and the second fan assembly is disposed between the condenser assembly and the second evaporator assembly such that the first flow direction and the second flow direction are aligned with a vertical plane containing the central longitudinal axis.
Durch die Verwendung von zwei auf der Innenseite der Verdampferbaugruppen angeordneten Gebläsebaugruppen entsteht über einem großflächigen Bereich entlang der Fahrzeugmitte eine gleichmäßig nach unten gerichtete Luftströmung an klimatisierter Luft, da sämtliche Gebläsebaugruppen eine gemeinsame Luftströmung erzeugen. Auf diese Weise wird das Auftreten lokaler Strömungen an kalter Luft mit einer relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit vermieden und eine gleichmäßige Kühlung der Luft im Fahrzeuginnenraum erzielt.Through the use of two fan assemblies arranged on the inside of the evaporator assemblies, a uniformly downwardly directed air flow of conditioned air is produced over a large area along the center of the vehicle, since all the fan assemblies generate a common air flow. In this way, the occurrence of local flows of cold air is avoided with a relatively high flow rate and achieved a uniform cooling of the air in the passenger compartment.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge sind die Gebläsebaugruppen so ausgerichtet, dass die erste Strömungsrichtung und die zweite Strömungsrichtung mit der Vertikalebene einen Winkel zwischen 10° und 60° und vorzugsweise von 45° einschließen.According to an advantageous embodiment of the roof air conditioning system for passenger transport vehicles, the fan assemblies are aligned so that the first flow direction and the second flow direction with the vertical plane at an angle between 10 ° and 60 °, and preferably of 45 °.
Eine schräg nach unten gegeneinander gerichtete Anordnung der Gebläsebaugruppen ermöglicht im Vergleich zu einer vertikalen Ausrichtung bei einer gleichen Anzahl an Gebläsebaugruppen eine Beaufschlagung einer größeren Fläche mit klimatisierter Luft. Somit wird eine möglichst großflächige homogene Klimatisierung des Fahrgastraums begünstigt.An obliquely downwardly facing arrangement of the fan assemblies enables pressurization of a larger area of conditioned air as compared to vertical alignment with an equal number of fan assemblies. Thus, the largest possible homogeneous air conditioning of the passenger compartment is favored.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge sind die Verdampferbaugruppen mit ihrer Längsachse jeweils im Wesentlichen parallel zu der Zentrallängsachse angeordnet.According to a further advantageous embodiment of the roof air conditioning system for passenger transport vehicles, the evaporator assemblies are arranged with their longitudinal axis in each case substantially parallel to the central longitudinal axis.
Durch die Verwendung von zwei parallel zueinander angeordneten und in Längsrichtung der Dachklimaanlage verlaufenden Verdampferbaugruppen wird die Ausbildung einer großflächigen homogenen Strömung entlang der Zentrallängsachse der Dachklimaanlage und somit auch einer möglichst gleichmäßigen homogenen Strömung entlang einer Fahrzeuglängsachse des Personentransportfahrzeugs begünstigt.The use of two parallel arranged and extending in the longitudinal direction of the roof air conditioning evaporator assemblies the formation of a large-scale homogeneous flow along the central longitudinal axis of the roof air conditioning and thus a uniform homogeneous flow as possible along a vehicle longitudinal axis of the passenger transport vehicle is favored.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge ist in den äußeren Gehäuseabschnitten der Dachklimaanlage ein Klappensystem zur Abführung von Luft aus dem Fahrzeuginnenraum an die Umgebung vorgesehen.According to a further advantageous embodiment of the roof air conditioning system for passenger transport vehicles, a flap system for removing air from the vehicle interior to the environment is provided in the outer housing sections of the roof air conditioning system.
Diese Ausgestaltung der Dachklimaanlage ermöglicht neben der Umwälzung und Klimatisierung von Raumluft auch eine Zuführung von klimatisierter Frischluft in den Fahrgastraum, ohne dass in dem Fahrgastraum zusätzliche Austrittsöffnungen für die zusätzlich zugeführte Menge an Luft vorgesehen sein müssen.This embodiment of the roof air conditioning system allows not only the circulation and air conditioning of room air and a supply of conditioned fresh air into the passenger compartment, without additional openings must be provided for the additionally supplied amount of air in the passenger compartment.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge wird ein Kühlmittel-Verdichter über einen Riementrieb von einem Antriebsmotor des Personentransportfahrzeugs angetrieben.According to a further advantageous embodiment of the roof air conditioning system for passenger transport vehicles, a coolant compressor is driven by a belt drive from a drive motor of the passenger transport vehicle.
Durch den Antrieb des Kühlmittel-Verdichters über einen bereits im Fahrzeug vorgesehenen Antriebsmotor kann auf weitere Antriebsaggregate sowie zusätzliche Energiespeicher für den Betrieb der Dachklimaanlage verzichtet werden.By driving the coolant compressor via a drive motor already provided in the vehicle can be dispensed with further drive units and additional energy storage for the operation of the roof air conditioning.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge wird der Kühlmittel-Verdichter über einen Elektromotor angetrieben.According to a further advantageous embodiment of the roof air conditioning system for passenger transport vehicles, the coolant compressor is driven by an electric motor.
Ein Antrieb des Kühlmittel-Verdichters über einen Elektromotor ermöglicht eine Anordnung des Kühlmittel-Verdichters in der Nähe der auf dem Dach montierten Haupteinheit der Klimaanlage. Somit verringert sich die Länge der Leitungen, durch die das Kühlmittel geführt wird und ein Betrieb der Klimaanlage ist möglich, ohne dass der Antriebsmotor des Personentransportfahrzeugs mitlaufen muss.A drive of the refrigerant compressor via an electric motor allows arrangement of the refrigerant compressor in the vicinity of the rooftop mounted main unit of the air conditioner. Thus, the length of the lines through which the coolant is passed and operation of the reduced Air conditioning is possible without the drive motor of the passenger transport vehicle has to run along.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge ist der Kühlmittelkreislauf in dem Kühlmittel-Verdichter als halbhermetischer Kreislauf ausgeführt.According to a further advantageous embodiment of the roof air conditioning system for passenger transport vehicles, the coolant circuit in the coolant compressor is designed as a semi-hermetic circuit.
Bei halbhermetischen Verdichtern befindet sich der Antriebsmotor des Verdichters im Kühlmittelkreislauf und wird von dem Kühlmittel gekühlt. Der Motor kann jedoch von dem Kühlmittelgehäuse abmontiert werden, wodurch die Durchführung von Wartungsarbeiten und Reparaturen am Motor möglich ist.In semi-hermetic compressors, the drive motor of the compressor is located in the coolant circuit and is cooled by the coolant. However, the engine may be removed from the coolant housing, allowing maintenance and repairs to be made to the engine.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge ist der Kühlmittelkreislauf in dem Kühlmittel-Verdichter als hermetischer Kreislauf ausgeführt.According to a further advantageous embodiment of the roof air conditioning system for passenger transport vehicles, the coolant circuit in the coolant compressor is designed as a hermetic circuit.
Bei hermetischen Verdichtern ist die Verdichtereinheit in einem verschweißten Stahlgehäuse verbaut, wobei der Motor des Verdichters in dem Gehäuse im Kühlmittelkreislauf angeordnet ist und von diesem gekühlt wird. Daher sind zwischen Motor und Gehäuse keine Dichtungen erforderlich.In hermetic compressors, the compressor unit is installed in a welded steel housing, wherein the motor of the compressor is arranged in the housing in the coolant circuit and is cooled by this. Therefore, no seals are required between the engine and the housing.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Dachklimaanlage für Personentransportfahrzeuge sind die erste bzw. zweite Gebläsebaugruppe im am Personentransportfahrzeug montierten Zustand der Dachklimaanlage mit einem Verteilungskanal verbunden, der im Wesentlichen senkrecht oberhalb einer Längsmittelachse des Personentransportfahrzeugs angeordnet ist.According to a further advantageous embodiment of the roof air conditioning system for passenger transport vehicles, the first or second fan assembly are connected in mounted on the passenger transport vehicle state of the roof air conditioning system with a distribution channel which is arranged substantially perpendicularly above a longitudinal central axis of the passenger transport vehicle.
Die Zusammenführung der zwei schräg nach unten gegeneinander gerichteten Luftströmungen in einem mittig an einer Decke des Fahrgastraums entlang der Fahrzeuglängsachse des Personentransportfahrzeugs verlaufenden Verteilungskanal ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der klimatisierten Luft über die gesamte Länge des Personentransportfahrzeugs.The merging of the two obliquely downwardly directed air flows in a centrally on a ceiling of the passenger compartment along the vehicle longitudinal axis of the passenger transport vehicle extending distribution channel allows a uniform distribution of the conditioned air over the entire length of the passenger transport vehicle.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Dachklimaanlage auf dem Dach eines Personentransportfahrzeugs vorgesehen.According to a further advantageous embodiment, the roof air conditioning system is provided on the roof of a passenger transport vehicle.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Dachklimaanlage auf einem Personentransportfahrzeug kann zur Klimatisierung eines Fahrgastraums Luft über kurze Distanzen aus dem Fahrgastraum angesaugt und klimatisiert wieder in den Fahrgastraum eingeblasen werden.By using the roof air conditioning system according to the invention on a passenger transport vehicle, air can be sucked in over short distances from the passenger compartment for air conditioning of a passenger compartment and air-conditioned be blown back into the passenger compartment.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren, die erfindungswesentliche Merkmale zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention, based on the figures which show features essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually or in several combinations in any combination in a variant of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. In the drawings show:
Ausführliche Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in
Anschließend durchströmt das Kühlmittel ein Drosselorgan
Die Zufuhr der wie oben beschrieben klimatisierten Luft zu dem Fahrgastraum erfolgt durch Gebläsebaugruppen
Die Gebläsebaugruppen
Durch die Anordnung der Gebläsebaugruppen
Durch die Anordnung der Gebläsebaugruppen
Eine Zufuhr der klimatisierten Luft zu dem Innenraum oberhalb eines entlang der Fahrzeugmitte in Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Bereichs ermöglicht zudem eine energetisch wesentlich günstigere Luftführung. Dies liegt vor allem daran, dass bei Personentransportfahrzeugen wie Bussen häufig Leitungen und Kanäle, wie beispielsweise Stromleitungen, in Längsrichtung des Fahrzeugs entlang der Decke des Fahrgastraums oberhalb der Sitzplätze für die Fahrgäste geführt werden. Strömungskanäle für klimatisierte Luft in diesen außermittigen Bereichen der Decke des Fahrgastraums weisen daher hohe Druckverluste auf, da ihre konstruktive Auslegung unter Berücksichtigung der anderen Leitungen und Kanäle erfolgen muss. Eine Zuführung der klimatisierten Luft in einem mittleren Bereich der Decke des Fahrgastraums ermöglicht hingegen die Ausgestaltung von Strömungskanälen, die vergleichsweise geringere Druckverluste aufweisen.A supply of the conditioned air to the interior space above a region extending along the vehicle center in the longitudinal direction of the vehicle also allows an energetically much more favorable air flow. This is mainly due to the fact that in passenger transport vehicles such as buses often lines and channels, such as power lines are guided in the longitudinal direction of the vehicle along the ceiling of the passenger compartment above the seats for passengers. Air conditioning flow ducts in these off-center areas of the passenger compartment ceiling therefore have high pressure drops since their structural design must be made taking into account the other ducts and ducts. On the other hand, supplying the conditioned air in a middle region of the ceiling of the passenger compartment enables the design of flow channels which have comparatively lower pressure losses.
Zur weiteren Homogenisierung kann in dem Fahrgastraum ein Verteilungskanal
An dem Gehäuse
Der Verdichter
Alternativ dazu kann der Verdichter
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