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Die Erfindung betrifft eine Mischeranordnung für eine Klimaanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Mischeranordnung.
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Klimaanlagen dienen der Temperierung und Luftversorgung von Fahrzeugen. In Luftfahrzeugen, insbesondere in modernen Verkehrsflugzeugen, sorgt eine Klimaanlage nicht nur für eine ordnungsgemäße Temperierung, sondern auch für eine Bedruckung der Flugzeugkabine. Ein zu klimatisierender Bereich eines Fahrzeugs wird üblicherweise mit Mischluft aus von einem Klimaaggregat erzeugter Klimatisationsluft und aus dem zu klimatisierenden Fahrzeugbereich abgeführter Rezirkulationsluft versorgt. Nach diesem Prinzip arbeitende Klimaanlagen sind beispielsweise in der
DE 10 2008 035 123 A1 oder der
DE 10 2010 014 354 A1 beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, eine zur Verwendung in einer Klimaanlage geeignete Mischeranordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Mischeranordnung anzugeben, die eine energiesparende Klimatisation eines zu klimatisierender Fahrzeugbereichs ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Mischeranordnung für eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Mischeranordnung für eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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Eine erfindungsgemäße Mischeranordnung für eine Klimaanlage umfasst eine Rezirkulationsluftleitung, die mit einem zu klimatisierenden Bereich eines Fahrzeugs, insbesondere eines Flugzeugs, verbindbar ist, um Rezirkulationsluft aus dem zu klimatisierenden Bereich des Fahrzeugs abzuführen. Zudem weist die Mischeranordnung eine Klimatisationsluftleitung auf, die mit einem Klimaaggregat verbindbar ist, um von dem Klimaaggregat erzeugte Klimatisationsluft von dem Klimaaggregat abzuführen. Ein mit der Rezirkulationsluftleitung und der Klimatisationsluftleitung verbundener erster Mischbereich der Mischeranordnung ist zum Mischen der Rezirkulationsluft aus der Rezirkulationsluftleitung mit der Klimatisationsluft aus der Klimatisationsluftleitung vorgesehen. Ferner dient ein mit der Rezirkulationsluftleitung und dem ersten Mischbereich verbundener zweiter Mischbereich der Mischeranordnung zum Mischen der Mischluft aus dem ersten Mischbereich mit weiterer reiner Rezirkulationsluft aus der Rezirkulationsluftleitung. Schließlich umfasst die Mischeranordnung eine mit dem ersten Mischbereich verbundene erste Versorgungsleitung, die dazu eingerichtet ist, einen ersten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs mit Mischluft aus dem ersten Mischbereich zu versorgen, und eine mit dem zweiten Mischbereich verbundene zweite Versorgungsleitung, die dazu eingerichtet ist, einen zweiten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs mit Mischluft aus dem zweiten Mischbereich zu versorgen.
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Das Fahrzeug kann jedes zu klimatisierende Fahrzeug darstellen. Insbesondere kann das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug oder ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Flugzeug sein. In diesem Sinne können die in dieser Anmeldung verwendeten Begriffe ”Fahrzeug”, ”Fahrzeugbereich”, etc. ohne weiteres durch die Begriffe ”Kraftfahrzeug” oder ”Flugzeug” bzw. ”Kraftfahrzeugbereich” oder ”Flugzeugbereich” ersetzt werden. Unter einem zu klimatisierenden Fahrzeugbereich ist insbesondere ein zu klimatisierender Fahrzeuginnenbereich, wie z. B. ein Cargo-Compartment oder eine Passagierkabine, oder ein sonstiger mit Klimatisationsluft, Rezirkulationsluft und/oder Mischluft zu versorgender Verbraucher des Fahrzeugs zu verstehen. Der zu klimatisierende Fahrzeugbereich, aus dem die Rezirkulationsluft abgeführt wird, kann einem Fahrzeugbereich oder allen Fahrzeugbereichen entsprechen, der/die mit Mischluft aus der Mischeranordnung versorgt wird/werden.
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Im Kontext dieser Anmeldung wird unter dem Begriff ”reine Rezirkulationsluft” Rezirkulationsluft verstanden, die nicht mit Klimatisationsluft vermischt oder vorgemischt ist. Es versteht sich jedoch, dass auch ”reine Rezirkulationsluft” im Sinne dieser Anmeldung in üblicher Weise behandelt, d. h. beispielsweise gereinigt, be- oder entfeuchtet, gefiltert und/oder komprimiert sein kann. Wesentlich ist lediglich, dass dem ersten und dem zweiten Mischbereich der Mischeranordnung Rezirkulationsluft aus der gleichen Quelle zugeführt wird, d. h. dass die Mischluft, die dem ersten Mischbereich zugeführt wird, die gleichen Eigenschaften hat, wie die Mischluft, die dem zweiten Mischbereich zugeführt wird.
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Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Mischeranordnung ist es möglich, zunächst einen Teil der die Rezirkulationsluftleitung durchströmenden Rezirkulationsluft in dem ersten Mischbereich mit der Klimatisationsluft zu vermischen. Mit der Mischluft aus dem ersten Mischbereich kann/können dann ein Teilbereich oder mehrere Teilbereiche des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs anhand einer oder mehrerer Versorgungsleitung(en) versorgt werden. Gleichzeitig kann ein weiterer Teil der Rezirkulationsluft aus der Rezirkulationsluftleitung entnommen und in einen, insbesondere stromabwärts des ersten Mischbereichs angeordneten zweiten Mischbereich geleitet werden, in dem die Rezirkulationsluft mit der bereits vorgemischten Mischluft aus dem ersten Mischbereich vermischt wird. Mit der Mischluft aus dem zweiten Mischbereich kann/können dann wiederum ein Teilbereich oder mehrere Teilbereiche des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs anhand einer oder mehrerer Versorgungsleitung(en) versorgt werden. Falls gewünscht, kann die Mischeranordnung weitere Mischbereiche aufweisen, denen jeweils wiederum Rezirkulationsluft aus der Rezirkulationsluftleitung sowie Mischluft aus einem vorgelagerten, d. h. vorzugsweise stromaufwärts angeordneten Mischbereich zugeführt wird. Die weiteren Mischbereiche können, vorzugsweise über entsprechende mit den weiteren Mischbereichen verbundene weitere Versorgungsleitungen, weitere Teilbereiche des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs mit Mischluft versorgen.
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Die Erfindung gestattet demnach die Versorgung von Fahrzeugbereichen mit Luft unterschiedlicher Mischungsverhältnisse aus Rezirkulationsluft und Klimatisationsluft anhand einer Aufteilung und stufenweisen Einspeisung der Rezirkulationsluft in die verschiedenen Mischbereiche der Mischeranordnung. Dieses Konzept lässt sich durch den Einsatz einer beliebigen Anzahl von Mischbereichen um beliebig viele Stufen ergänzen. Es besteht also die Möglichkeit, die Rezirkulationsluft aus einer Rezirkulationsluftleitung in mehreren Stufen mit Klimatisationsluft zu vermengen, wobei das Verhältnis von Rezirkulationsluft zu Klimatisationsluft zunehmend gesteigert werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Mischeranordnung können somit Fahrzeugbereiche mit unterschiedlichen Heiz- bzw. Kühlanforderungen mit Mischluft unterschiedlicher Temperatur versorgt werden. Insbesondere ist eine Anpassung der Mischlufttemperatur an die Heiz- bzw. Kühlanforderungen in den jeweiligen zu klimatisierenden Fahrzeugbereichen und damit ein energiesparender Betrieb der Mischeranordung bzw. einer mit der Mischeranordnung ausgestatteten Klimaanlage möglich.
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Grundsätzlich kann bei der erfindungsgemäßen Mischeranordnung eine feste Zuordnung der Mischbereiche zu entsprechenden zu klimatisierenden Fahrzeugbereichen vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Mischeranordnung ist es jedoch möglich, die Mischluft aus den einzelnen Mischbereichen wechselnden Fahrzeugbereichen zuzuführen. Dies kann beispielsweise durch entsprechende, die Versorgungsleitungen miteinander verbindende Verbindungsleitungen bewerkstelligt werden. Der Betrieb der Mischeranordnung kann dann, je nach Bedarf, flexibel an wechselnde Heiz- bzw. Kühlanforderungen in den jeweiligen zu klimatisierenden Fahrzeugbereichen angepasst werden.
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Im Kühlbetrieb der erfindungsgemäßen Mischeranordnung ist die Temperatur der von dem Klimaaggregat erzeugten Klimatisationsluft in der Regel niedriger als die Temperatur der aus dem zu klimatisierenden Fahrzeugbereich abgeführten Rezirkulationsluft. Ferner wird der Betrieb des Klimaaggregats vorzugsweise so gesteuert, dass die Temperatur der von dem Klimaaggregat erzeugten Klimatisationsluft niedriger ist als die niedrigste Solltemperatur der den verschiedenen Teilbereichen des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zuzuführenden Mischluft. Dementsprechend ist die Temperatur der Mischluft in dem ersten Mischbereich aufgrund des geringeren Rezirkulationsluft/Klimatisationsluft-Verhältnisses geringer als die Temperatur der Mischluft in dem zweiten Mischbereich. Ein besonders energieeffizienter Betrieb der Mischeranordnung ist somit dann möglich, wenn eine Solltemperatur der dem ersten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs über die erste Versorgungsleitung zuzuführenden Mischluft zumindest in bestimmten Betriebsphasen der Mischeranordnung, d. h. zumindest im Kühlbetrieb der Mischeranordnung, geringer ist als eine Solltemperatur der dem zweiten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs über die zweite Versorgungsleitung zuzuführenden Mischluft.
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In einer konstruktiv einfach aufgebauten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischeranordnung ist die Rezirkulationsluftleitung über einen ersten Rezirkulationsluftleitungszweig mit dem ersten Mischbereich verbunden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Rezirkulationsluftleitung über einen zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig mit dem zweiten Mischbereich verbunden sein. Weitere Mischbereiche der Mischeranordnung können ebenfalls über entsprechende Rezirkulationsluftleitungszweige mit der Rezirkulationsluftleitung verbunden sein.
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In dem ersten Rezirkulationsluftleitungszweig kann ein erstes Rezirkulationsluft-Steuerventil zur Steuerung der Rezirkulationsluftströmung durch den ersten Rezirkulationsluftleitungszweig angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch in dem zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig ein zweites Rezirkulationsluft-Steuerventil zur Steuerung der Rezirkulationsluftströmung durch den zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig angeordnet sein. Falls die Mischeranordnung weitere Mischbereiche umfasst, sind vorzugsweise auch in den Rezirkulationsluftleitungszweigen, die diese Mischbereiche mit der Rezirkulationsluftleitung verbinden, entsprechende Rezirkulationsluft-Steuerventile vorgesehen. Schließlich kann auch in der Klimatisationsluftleitung ein Klimatisationsluft-Steuerventil zur Steuerung der Klimatisationsluftströmung durch die Klimatisationsluftleitung angeordnet sein.
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Die Mischeranordnung umfasst vorzugsweise ferner eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Temperatur der Mischluft in dem ersten Mischbereich in Abhängigkeit der Solltemperatur der dem ersten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs über die erste Versorgungsleitung zuzuführenden Mischluft durch entsprechende Steuerung der Zufuhr von Rezirkulationsluft und/oder Klimatisationsluft in den ersten Mischbereich zu steuern. Ferner kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Temperatur der Mischluft in dem zweiten Mischbereich in Abhängigkeit der Solltemperatur der dem zweiten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs über die zweite Versorgungsleitung zuzuführenden Mischluft durch entsprechende Steuerung der Zufuhr von Rezirkulationsluft und/oder Klimatisationsluft in den zweiten Mischbereich zu steuern. Falls die Mischeranordnung weitere Mischbereiche umfasst, ist die Steuereinrichtung vorzugsweise auch dazu eingerichtet, die Temperatur der Mischluft in den weiteren Mischbereichen in Abhängigkeit der jeweiligen Solltemperaturen der den jeweiligen weiteren Teilbereichen des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs über entsprechende weitere Versorgungsleitungen zuzuführenden Mischluft durch entsprechende Steuerung der Zufuhr von Rezirkulationsluft und/oder Klimatisationsluft in die weiteren Mischbereiche zu steuern.
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Die Solltemperaturen der den jeweiligen Teilbereichen des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zuzuführenden Mischluft können manuell, zum Beispiel mit Hilfe einer Benutzerschnittstelle durch Bord- oder Fahrzeugpersonal vorgegeben werden. Alternativ dazu können die Solltemperaturen auch durch die Steuereinrichtung oder eine andere Steuereinrichtung vorgegeben werden, wobei zu diesem Zweck insbesondere ein Speicher zur Hinterlegung der Solltemperaturen vorgesehen sein kann. Die Zufuhr von Rezirkulationsluft in die einzelnen Mischbereiche der Mischeranordnung wird von der Steuereinrichtung vorzugsweise durch entsprechende Steuerung der in den Rezikulationsluftleitungszweigen angeordneten Rezirkulationsluft-Steuerventile gesteuert. In ähnlicher Weise steuert die Steuereinrichtung vorzugsweise die Zufuhr von Klimatisationsluft in den ersten Mischbereich durch entsprechende Steuerung des in der Klimatisationsluftleitung angeordneten Klimatisationsluft-Steuerventils.
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Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Temperatur der Mischluft in dem ersten Mischbereich in Abhängigkeit einer gemessenen Ist-Temperatur der dem ersten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs über die erste Versorgungsleitung zugeführten Mischluft zu steuern. Ferner kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Temperatur der Mischluft in dem zweiten Mischbereich in Abhängigkeit einer gemessenen Ist-Temperatur der dem zweiten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs über die zweite Versorgungsleitung zugeführten Mischluft zu steuern. In ähnlicher Weise kann die Steuereinrichtung natürlich auch dazu eingerichtet sein, die Temperatur der Mischluft in weiteren Mischbereichen der Mischeranordnung in Abhängigkeit entsprechender gemessener Ist-Temperaturen der weiteren Teilbereichen des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs über entsprechende weitere Versorgungsleitung zugeführten Mischluft zu steuern. Die Ist-Temperaturen der den verschiedenen Teilbereichen des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zugeführten Mischluft können mittels geeigneter Temperatursensoren gemessen werden, die beispielsweise in den mit den verschiedenen Teilbereichen des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs verbundenen Versorgungsleitungen angeordnet sein können. Falls gewünscht, kann die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet sein, bei der Steuerung der Temperatur der Mischluft in den einzelnen Mischbereichen der Mischeranordnung einen oder mehrere vorzugsweise sensorisch gemessene(n) Raumtemperatur-Istwert(e) in einem Teilbereich oder mehreren Teilbereichen des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zu berücksichtigen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Mischeranordnung ist die Mischeranordnung im Wesentlich vertikal ausgerichtet. Insbsondere kann der zweite Mischbereich oberhalb des ersten Mischbereichs angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der zweite Rezirkulationsluftleitungszweig oberhalb des ersten Rezirkulationsluftleitungszweigs mit der Mischeranordnung verbunden sein. Ferner ist es denkbar, dass die zweite Versorgungsleitung oberhalb der ersten Versorgungsleitung mit der Mischeranordnung verbunden ist. Schließlich kann die Klimatisationsluftleitung unterhalb des ersten bzw. untersten Mischbereichs mit der Mischeranordnung verbunden sein. Bei einer derartigen Konfiguration der Mischeranordnung ist es möglich, den thermischen Auftrieb zur Unterstützung der Trennung der Luftschichten mit unterschiedlichen Temperaturen in den einzelnen Mischbereichen der Mischeranordnung zu nutzen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Mischeranordnung für eine Klimaanlage wird Rezirkulationsluft aus einem zu klimatisierenden Bereich eines Fahrzeugs, insbesondere eines Flugzeugs, abgeführt. Ferner wird von einem Klimaaggregat erzeugte Klimatisationsluft von dem Klimaaggregat abgeführt. In einem ersten Mischbereich der Mischeranordnung wird die Klimatisationsluft mit der Rezirkulationsluft gemischt. In einem zweiten Mischbereich der Mischeranordnung wird die Mischluft aus dem ersten Mischbereich mit weiterer reiner Rezirkulationsluft gemischt. Ein erster Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs wird mit Mischluft aus dem ersten Mischbereich versorgt. Ein zweiter Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs wird dagegen mit Mischluft aus dem zweiten Mischbereich versorgt.
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Eine Solltemperatur der dem ersten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zuzuführenden Mischluft ist zumindest in bestimmten Betriebsphasen der Mischeranordnung vorzugsweise geringer ist als eine Solltemperatur der dem zweiten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zuzuführenden Mischluft.
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Die Rezirkulationsluft kann dem ersten Mischbereich über einen ersten Rezirkulationsluftleitungszweig einer Rezirkulationsluftleitung zugeführt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Rezirkulationsluft dem zweiten Mischbereich über einen zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig einer Rezirkulationsluftleitung zugeführt werden.
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Die Rezirkulationsluftströmung durch den ersten Rezirkulationsluftleitungszweig kann durch ein in dem ersten Rezirkulationsluftleitungszweig angeordnetes erstes Rezirkulationsluft-Steuerventil gesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Rezirkulationsluftströmung durch den zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig durch ein in dem zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig angeordnetes zweites Rezirkulationsluft-Steuerventil gesteuert werden. Ferner kann die Klimatisationsluftströmung durch die Klimatisationsluftleitung durch ein in der Klimatisationsluftleitung angeordnetes Klimatisationsluft-Steuerventil gesteuert werden.
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Die Temperatur der Mischluft in dem ersten Mischbereich kann in Abhängigkeit der Solltemperatur der dem ersten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zuzuführenden Mischluft durch entsprechende Steuerung der Zufuhr von Rezirkulationsluft und/oder Klimatisationsluft in den ersten Mischbereich gesteuert werden. Ferner kann die Temperatur der Mischluft in dem zweiten Mischbereich in Abhängigkeit der Solltemperatur der dem zweiten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zuzuführenden Mischluft durch entsprechende Steuerung der Zufuhr von Rezirkulationsluft und/oder Klimatisationsluft in den zweiten Mischbereich gesteuert werden.
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Die Temperatur der Mischluft in dem ersten Mischbereich wird vorzugsweise in Abhängigkeit einer gemessenen Ist-Temperatur der dem ersten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zugeführten Mischluft gesteuert. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Temperatur der Mischluft in dem zweiten Mischbereich in Abhängigkeit einer gemessenen Ist-Temperatur der dem zweiten Teilbereich des zu klimatisierenden Fahrzeugbereichs zugeführten Mischluft gesteuert werden.
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Eine oben beschriebene Mischeranordnung und/oder ein oben beschriebenes Verfahrens ist/sind besonders vorteilhaft in einer Flugzeugklimaanlage einsetzbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten schematischen Figur näher erläutert, die eine Darstellung einer zum Einsatz in einer Klimaanlage, insbesondere einer Flugzeugklimaanlage, geeignete Mischeranordnung zeigt.
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Eine in der Figur gezeigte Mischeranordnung ist allgemein mit 10 bezeichnet. Die Mischeranordnung 10 ist zum Einsatz in einer Flugzeugklimaanlage vorgesehen und umfasst eine Rezirkulationsluftleitung 12, die Rezirkulationsluft aus einem zu klimatisierenden Bereich 14 eines Flugzeugs, beispielsweise einer Flugzeugpassagierkabine abführt. Die Rezirkulationsluftleitung 12 führt reine, d. h. nicht mit Klimatisationsluft oder anderer Luft vermischte Rezirkulationsluft. Zudem weist die Mischeranordnung 10 eine Klimatisationsluftleitung 16 auf, die mit einem Klimaaggregat 18 der Flugzeugklimaanlage verbunden ist und von dem Klimaaggregat 18 erzeugte Klimatisationsluft von dem Klimaaggregat 18 abführt.
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Ein erster Mischbereich 20 der Mischeranordnung 10 ist über einen von der Rezirkulationsluftleitung 12 abzweigenden ersten Rezirkulationsluftleitungszweig 22 mit der Rezirkulationsluftleitung 12 verbunden. Ferner ist der erste Mischbereich 20 mit der Klimatisationsluftleitung 16 verbunden. In dem ersten Mischbereich 20 wird die die Klimatisationsluftleitung 16 durchströmende Klimatisationsluft mit Rezirkulationsluft vermischt, die aus der Rezirkulationsluftleitung 12 in den ersten Rezirkulationsluftleitungszweig 22 geleitet wird. Ein zweiter Mischbereich 24 der Mischeranordnung 10 ist dagegen mit dem ersten Mischbereich 20 sowie einem von der Rezirkulationsluftleitung 12 abzweigenden zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig 26 verbunden. In dem zweiten Mischbereich 24 wird in dem ersten Mischbereich 20 erzeugte Mischluft mit weiterer reiner Rezirkulationsluft aus der Rezirkulationsluftleitung 12 gemischt. Schließlich umfasst die Mischeranordnung 10 einen dritten Mischbereich 28. Der dritte Mischbereich 28 ist mit dem zweiten Mischbereich 24 sowie einem von der Rezirkulationsluftleitung 12 abzweigenden dritten Rezirkulationsluftleitungszweig 30 verbunden, so dass in dem dritten Mischbereich 28 in dem zweiten Mischbereich 24 erzeugte Mischluft mit weiterer reiner Rezirkulationsluft aus der Rezirkulationsluftleitung 12 gemischt wird. In dem zweiten Mischbereich 24 ist das Mischungsverhältnis von Rezirkulationsluft zu Klimatisationsluft somit größer als in dem ersten Mischbereich 20, aber geringer als in dem dritten Mischbereich 28. Falls gewünscht, kann die Mischeranordnung 10 mit weiteren Mischbereichen versehen sein, die jeweils mit einem vorgelagerten, d. h. stromaufwärts angeordneten Mischbereich sowie einem von der Rezirkulationsluftleitung 12 abzweigenden Rezirkulationsluftleitungszweig verbunden sind.
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Mit dem ersten Mischbereich 20 ist eine erste Versorgungsleitung 32 verbunden, die dazu eingerichtet ist, einen ersten Teilbereich 34 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 mit Mischluft aus dem ersten Mischbereich 20 zu versorgen. Der erste Teilbereich 34 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 ist beispielsweise ein Cargo-Compartment des Flugzeugs. Ein zweiter Teilbereich 36 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 wird über eine mit dem zweiten Mischbereich 24 verbundene zweite Versorgungsleitung 38 mit Mischluft aus dem zweiten Mischbereich 24 versorgt. Schließlich ist ein dritter Teilbereich 40 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 mit einer dritten Versorgungsleitung 42 verbunden und wird so mit Mischluft aus dem dritten Mischbereich 28 versorgt. Der zweite und der dritte Teilbereich 36, 40 sind zum Beispiel Bereiche der Flugzeugpassagierkabine.
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In dem ersten Rezirkulationsluftleitungszweig 22 ist ein erstes Rezirkulationsluft-Steuerventil 50 zur Steuerung der Rezirkulationsluftströmung durch den ersten Rezirkulationsluftleitungszweig 22 angeordnet. In ähnlicher Weise ist in dem zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig 26 ein zweites Rezirkulationsluft-Steuerventil 52 zur Steuerung der Rezirkulationsluftströmung durch den zweiten Rezirkulationsluftleitungszweig 26 angeordnet. Schließlich dient ein in dem dritten Rezirkulationsluftleitungszweig 30 angeordnetes drittes Rezirkulationsluft-Steuerventil 54 der Steuerung der Rezirkulationsluftströmung durch den dritten Rezirkulationsluftleitungszweig 30. In der Klimatisationsluftleitung 26 ist ein Klimatisationsluft-Steuerventil 55 zur Steuerung der Klimatisationsluftströmung durch die Klimatisationsluftleitung 16 angeordnet.
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Die Mischeranordnung 10 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 48. Die Steuereinrichtung 48 steuert den Betrieb des Klimaaggregats 18 im Kühlbetrieb der Mischeranordnung 10 bzw. der Klimaanlage derart, dass die Temperatur der von dem Klimaaggregat 18 erzeugten Klimatisationsluft niedriger ist als die Temperatur der aus dem zu klimatisierenden Fahrzeugbereich abgeführten Rezirkulationsluft. Ferner wird der Betrieb des Klimaaggregats 18 von der Steuereinrichtung 48 so gesteuert, dass die Temperatur der von dem Klimaaggregat 18 erzeugten Klimatisationsluft niedriger ist als die niedrigste Solltemperatur der den verschiedenen Teilbereichen 34, 36, 40 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 zuzuführenden Mischluft.
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Dementsprechend ist die Temperatur der Mischluft in dem zweiten Mischbereich 24 aufgrund des größeren Rezirkulationsluft/Klimatisationsluft-Verhältnisses höher als die Temperatur der Mischluft in dem ersten Mischbereich 20, aber geringer als in dem dritten Mischbereich 28.
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Die Solltemperaturen der den jeweiligen Teilbereichen 34, 36, 40 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 zuzuführenden Mischluft können manuell oder durch die Steuereinrichtung 48 vorgegeben werden. Im Kühlbetrieb der Mischeranordnung 10 ist die Solltemperatur der dem zweiten Teilbereich 36 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 über die zweite Versorgungsleitung 38 zuzuführenden Mischluft höher als die Solltemperatur der dem ersten Teilbereich 34 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 über die erste Versorgungsleitung 32 zuzuführenden Mischluft, aber geringer als die Solltemperatur der dem dritten Teilbereich 40 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 über die dritte Versorgungsleitung 42 zuzuführenden Mischluft. Durch eine entsprechende Zuordnung der Teilbereiche 34, 36, 40 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 zu den entsprechenden Mischbereichen 20, 24, 28 kann somit die Zufuhr zusätzlicher Rezirkulationsluft, d. h. das steigende Rezirkulationsluft/Klimatisationsluft-Verhältnis für eine energiesparende Anpassung der Mischlufttemperatur in den jeweiligen Mischbereichen 20, 24, 28 an die Solltemperaturen der den entsprechenden Teilbereichen 34, 36, 40 des zu klimatisierenden Flugzeugbereichs 14 zuzuführenden Mischluft genutzt werden.
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Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 48 die Temperatur der Mischluft in den jeweiligen Mischbereichen 20, 24, 28 in Abhängigkeit der Solltemperaturen der den entsprechenden Teilbereichen 34, 36, 40 des zu klimatisierenden Flugbereichs 14 zuzuführenden Mischluft durch entsprechende Steuerung der Zufuhr von Rezirkulationsluft und/oder Klimatisationsluft in die jeweiligen Mischbereiche 20, 24, 28. Hierzu steuert die Steuereinrichtung 48 die in den Rezikulationsluftleitungszweigen 22, 26, 30 angeordneten Rezirkulationsluft-Steuerventile 50, 52, 54 bzw. das in der Klimatisationsluftleitung 16 angeordneten Klimatisationsluft-Steuerventil 55 entsprechend an. Ferner berücksichtigt die Steuereinrichtung 48 bei der Steuerung der Zufuhr von Rezirkulationsluft und/oder Klimatisationsluft in die jeweiligen Mischbereiche 20, 24, 28 gemessene Ist-Temperaturen der den verschiedenen Teilbereichen 34, 36, 40 des zu klimatisierenden Flugbereichs 14 zugeführten Mischluft. Diese Ist-Temperaturen werden von in den Versorgungsleitungen 32, 38, 42 angeordneten Temperatursensoren 56, 58, 60 gemessen, die für die jeweiligen Ist-Temperaturen der die Versorgungsleitungen 32, 38, 42 durchströmenden Mischluft charakteristische Signale an die Steuereinrichtung 48 übermitteln.
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Die Mischeranordnung 10 ist vertikal ausgerichtet, so dass der zweite Mischbereich 24 oberhalb des ersten Mischbereichs 20 und unterhalb des dritten Mischbereichs 28 angeordnet ist. Ferner ist der zweite Rezirkulationsluftleitungszweig 26 oberhalb des ersten Rezirkulationsluftleitungszweigs 22 und unterhalb des dritten Rezirkulationsluftleitungszweigs 30 mit der Mischeranordnung 10 verbunden. In ähnlicher Weise ist die zweite Versorgungsleitung 38 oberhalb der ersten Versorgungsleitung 32 und unterhalb der dritten Versorgungsleitung 42 mit der Mischeranordnung 10 verbunden. Schließlich ist die Klimatisationsluftleitung 16 unterhalb des ersten, d. h. des untersten Mischbereichs 20 mit der Mischeranordnung 10 verbunden. Bei einer derartigen Konfiguration der Mischeranordnung 10 kann der thermische Auftrieb, d. h. das Aufsteigen warmer Luft zur Unterstützung der Trennung der Luftschichten mit unterschiedlichen Temperaturen in den einzelnen Mischbereichen 20, 24, 28 der Mischeranordnung 10 genutzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008035123 A1 [0002]
- DE 102010014354 A1 [0002]
