DE102012018537A1

DE102012018537A1 - Vehicle air conditioning apparatus, has fan for producing air-flow, bypass channel parallelly switched to air-moving, air conditioning component, and flow element arranged in bypass channel for homogenization of bypass airflow

Info

Publication number: DE102012018537A1
Application number: DE201210018537
Authority: DE
Inventors: Siegfried Derx; Oliver Lauer; Frédéric David
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-04-10

Abstract

The apparatus (10) has a fan for producing air-flow (14). An air-moving, air conditioning component (18) i.e. refrigerant vaporizer, is arranged in an air conditioning channel (16). A bypass channel (20) is parallelly switched to the air-moving, air conditioning component. A flow element (22) i.e. flow grid, is arranged in the bypass channel for homogenization of bypass airflow (24). A bypass damper (50) is provided in the bypass channel for regulation of bypass air stream. An air guide element i.e. air deflector panel, is provided in a mouth area of the bypass channel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage mit einem Gebläse, das einen Luftstrom erzeugen kann, einem Klimatisierungskanal, in dem eine luftdurchströmbare Klimatisierungskomponente angeordnet ist, sowie einem parallel zur Klimatisierungskomponente geschalteten Bypass-Kanal.The invention relates to a vehicle air conditioning system having a fan which can generate an air flow, an air conditioning duct in which an air-permeable air-conditioning component is arranged, and a bypass duct connected in parallel with the air-conditioning component.

Im Stand der Technik sind bereits Fahrzeugklimaanlagen beschrieben, bei denen die gesamte Luft, die einem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird, einen Verdampfer der Klimaanlage durchströmt.In the prior art vehicle air conditioning systems are already described in which the entire air that is supplied to a vehicle interior, flows through an evaporator of the air conditioner.

Außerdem sind bereits Fahrzeugklimaanlagen bekannt, bei denen ein zum Verdampfer parallel geschalteter Bypass-Kanal vorgesehen ist, durch welchen zumindest ein Teil der dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luft unter Umgehung des Verdampfers strömen kann. Dies ermöglicht einen besonders effizienten und energiesparenden Betrieb der Klimaanlage.In addition, vehicle air conditioning systems are already known in which a parallel to the evaporator bypass channel is provided, through which at least a portion of the vehicle interior supplied air can flow bypassing the evaporator. This allows a particularly efficient and energy-saving operation of the air conditioner.

Eine solche Fahrzeugklimaanlage ist beispielsweise in der gattungsgemäßen EP 1 479 545 A1 gezeigt, wobei der zu klimatisierende Raum in mehrere Zonen aufgeteilt ist, welche durch die vorgeschlagene Klimaanlage individuell klimatisiert werden können. Dabei ist nur ein einziger Lüfterantrieb vorgesehen, der mehrere, jeweils einer Klimatisierungszone zugeordnete Lüfterräder antreibt. Ferner ist jeder Klimatisierungszone ein Bypass-Kanal zugeordnet, über welchen die der jeweiligen Klimatisierungszone zugeführte Luft einen Verdampfer der Klimaanlage umgehen kann. Dabei ist der Verdampfer vorzugsweise in mehrere Verdampferabschnitte unterteilt, die ebenfalls jeweils einer Klimatisierungszone zugeordnet sind, sodass jeder Klimatisierungszone über die zugeordneten Lüfterräder ein Luftgemisch aus dem zugeordneten Bypass-Kanal und dem zugeordneten Verdampferabschnitt zugeführt werden kann.Such a vehicle air conditioning system is for example in the generic EP 1 479 545 A1 shown, wherein the room to be air-conditioned is divided into several zones, which can be individually conditioned by the proposed air conditioning. In this case, only a single fan drive is provided which drives a plurality of fan wheels, each associated with an air-conditioning zone. Furthermore, each air conditioning zone is assigned a bypass channel, via which the air supplied to the respective air conditioning zone can bypass an evaporator of the air conditioning system. In this case, the evaporator is preferably subdivided into a plurality of evaporator sections, which are likewise respectively assigned to an air-conditioning zone, so that each air-conditioning zone can be supplied via the assigned fan wheels with an air mixture from the assigned bypass channel and the associated evaporator section.

Um für jede Klimatisierungszone bei einander entsprechenden Einstellungen weitgehend identische Strömungs- und Temperaturverhältnisse zu erzielen, ist die vorgeschlagene Klimaanlage im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut. Beispielsweise ist auf beiden Seiten des Verdampfers ein Bypass-Kanal vorgesehen, was den Anschluss des Verdampfers deutlich erschwert, da die Anschlussleitungen des Verdampfers zumindest einen Bypass-Kanal durchqueren müssen. Außerdem hat die vorgeschlagene Fahrzeugklimaanlage, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung, einen erheblichen Bauraumbedarf, wodurch die Beinfreiheit des Fahrers und/oder Beifahrers eingeschränkt wird.In order to achieve largely identical flow and temperature conditions for each air conditioning zone at mutually corresponding settings, the proposed air conditioning system is constructed essentially symmetrically. For example, a bypass channel is provided on both sides of the evaporator, which makes the connection of the evaporator considerably more difficult, since the connection lines of the evaporator must traverse at least one bypass channel. In addition, the proposed vehicle air conditioning, especially in the vehicle transverse direction, a considerable space requirement, whereby the legroom of the driver and / or passenger is restricted.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer besonders kompakten, leistungsfähigen Fahrzeugklimaanlage, die insbesondere für einen Mehrzonenbetrieb mit individueller Zonenklimatisierung geeignet ist.The object of the invention is to provide a particularly compact, powerful vehicle air conditioning system which is particularly suitable for multi-zone operation with individual zone air conditioning.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Fahrzeugklimaanlage der eingangs genannten Art, bei der im Bypass-Kanal ein Strömungselement zur Homogenisierung eines Bypass-Luftstroms angeordnet ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Bypass-Kanal nahezu keinen Strömungswiderstand aufweist, sodass über den Kanalquerschnitt sehr inhomogene Strömungs- und/oder Temperaturverhältnisse vorliegen, die eine gleichmäßige Verteilung des Luftstroms auf unterschiedliche Klimatisierungszonen erschweren. Hingegen weist der Verdampfer einen Strömungswiderstand auf, der für einen gewissen Staudruck vor dem Verdampfer sorgt. Der Verdampfer wird folglich sehr homogen durchströmt, sodass eine gleichmäßige Aufteilung des Luftstroms auf verschiedene Klimatisierungszonen problemlos möglich ist. Durch das Strömungselement wird nun auch der Strömungswiderstand im Bypass-Kanal erhöht, sodass sich stromaufwärts des Strömungselements ein gewisser Staudruck bildet, der stromabwärts des Strömungselements zu einer homogeneren Strömungs- und Temperaturverteilung über den Querschnitt des Bypass-Kanals führt.According to the invention this object is achieved by a vehicle air conditioning system of the type mentioned, in which a flow element for homogenizing a bypass air flow is arranged in the bypass channel. The invention is based on the recognition that the bypass channel has virtually no flow resistance, so that there are very inhomogeneous flow and / or temperature conditions over the channel cross-section, which impede a uniform distribution of the air flow to different air conditioning zones. By contrast, the evaporator has a flow resistance, which ensures a certain back pressure in front of the evaporator. The evaporator is therefore flowed through very homogeneously, so that a uniform distribution of the air flow to different air conditioning zones is easily possible. The flow element now also increases the flow resistance in the bypass channel, so that a certain back pressure forms upstream of the flow element, which leads to a more homogeneous flow and temperature distribution over the cross section of the bypass channel downstream of the flow element.

Somit liegt stromabwärts des Strömungselements und der Klimatisierungskomponente ein weitgehend homogener Luftstrom vor, welcher durch einfache Aufteilung des Strömungsquerschnitts gleichmäßig auf mehrere Zonen verteilt werden kann.Thus, downstream of the flow element and the air conditioning component there is a substantially homogeneous air flow, which can be distributed evenly over several zones by simply dividing the flow cross section.

Da das Strömungselement zur Homogenisierung des Bypass-Luftstroms im Bypass-Kanal angeordnet ist, wird im Vergleich zu gattungsgemäßen Fahrzeugklimaanlagen kein zusätzlicher Bauraum benötigt.Since the flow element is arranged to homogenize the bypass air flow in the bypass channel, no additional space is required compared to generic vehicle air conditioning systems.

In einer Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage zweigt der Bypass-Kanal stromaufwärts der Klimatisierungskomponente vom Klimatisierungskanal ab und mündet stromabwärts der Klimatisierungskomponente wieder in den Klimatisierungskanal. Auf diese Weise lässt sich die Klimatisierungskomponente einfach und mit geringem Bauraumbedarf umgehen, sodass nicht der gesamte dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luftstrom die Klimatisierungskomponente durchströmen muss.In one embodiment of the vehicle air conditioning system, the bypass duct branches off the air conditioning duct upstream of the air conditioning component and flows back into the air conditioning duct downstream of the air conditioning component. In this way, the air conditioning component can be handled easily and with a small space requirement, so that not all of the air supplied to the vehicle interior has to flow through the air conditioning component.

Vorzugsweise erstreckt sich der Bypass-Kanal in einer Einbauposition der Fahrzeugklimaanlage im Fahrzeug oberhalb der Klimatisierungskomponente. Durch diese Anordnung des Bypass-Kanals in vertikaler Richtung oberhalb der Klimatisierungskomponente lässt sich unter Umständen anfallendes Kondensat auf herkömmliche Art und Weise unterhalb der Klimatisierungskomponente auffangen bzw. ableiten, ohne dass der Bypass-Kanal die Ableitung des Kondensats erschwert oder vom Kondensat durchströmt werden muss.Preferably, the bypass channel extends in a mounting position of the vehicle air conditioning system in the vehicle above the air conditioning component. This arrangement of the bypass channel in the vertical direction above the air conditioning component can accumulate condensate under certain circumstances in a conventional manner below the air conditioning component or drain, without the bypass channel obstructing the drainage of the condensate or must flow through the condensate.

Die Klimatisierungskomponente ist bevorzugt ein Verdampfer, insbesondere ein Kältemittelverdampfer, wie er auch in herkömmlichen Fahrzeugklimaanlagen üblicherweise zum Einsatz kommt.The air conditioning component is preferably an evaporator, in particular a refrigerant evaporator, as is commonly used in conventional vehicle air conditioning systems.

In einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage definiert das Strömungselement durch die Richtung der aus ihm ausströmenden Luft eine Strömungsrichtung.In a further embodiment of the vehicle air conditioning system, the flow element defines a flow direction through the direction of the air flowing out of it.

Vorzugsweise erstreckt sich dabei das Gebläse in Strömungsrichtung gesehen seitlich des Strömungselements und schneidet eine Einlassebene des Strömungselements. Infolgedessen lässt sich in Strömungsrichtung eine besonders kompakte Konstruktion der Fahrzeugklimaanlage realisieren.Preferably, the fan extends in the direction of flow seen laterally of the flow element and intersects an inlet plane of the flow element. As a result, a particularly compact construction of the vehicle air conditioning system can be realized in the flow direction.

Bevorzugt ist die Klimatisierungskomponente in einer zur Strömungsrichtung des Strömungselements im Wesentlichen parallelen, zweiten Strömungsrichtung luftdurchströmbar.Preferably, the air conditioning component can be flowed through in a second flow direction that is essentially parallel to the flow direction of the flow element.

Das Strömungselement kann dabei in Strömungsrichtung eine Abmessung (hier Tiefe) von 2 mm bis 40 mm aufweisen. Über diese Abmessung des Strömungselements in Strömungsrichtung lässt sich mit geringem Aufwand ein gewünschter Strömungswiderstand des Strömungselements einstellen.The flow element can have a dimension (depth here) of 2 mm to 40 mm in the flow direction. About this dimension of the flow element in the flow direction can be adjusted with little effort, a desired flow resistance of the flow element.

Ferner kann das Strömungselement wenigstens zwei Luftkanäle aufweisen, die sich in ihrer Querschnittsgröße und/oder Querschnittsgeometrie unterscheiden. Mit dieser Maßnahme lassen sich über den Strömungsquerschnitt des Bypass-Kanals unterschiedliche lokale Strömungswiderstände des Strömungselements einstellen, wobei diese lokalen Strömungswiderstände in Abhängigkeit von der Kanalgeometrie stromaufwärts des Strömungselements vorzugsweise so eingestellt werden, dass sich stromabwärts des Strömungselements eine möglichst homogene Luftströmung über den gesamten Kanalquerschnitt ergibt. Entsprechend wird in stark angeströmten Querschnittsbereichen über die Querschnittsgröße und/oder Querschnittsgeometrie der Luftkanäle lokal ein größerer Strömungswiderstand eingestellt als in schwächer angeströmten Querschnittsbereichen des Bypass-Kanals.Furthermore, the flow element may have at least two air channels, which differ in their cross-sectional size and / or cross-sectional geometry. With this measure, it is possible to set different local flow resistances of the flow element via the flow cross section of the bypass channel, wherein these local flow resistances are preferably adjusted depending on the channel geometry upstream of the flow element so that a most homogeneous air flow over the entire channel cross section results downstream of the flow element , Correspondingly, a larger flow resistance is locally set in heavily flowed cross-sectional areas over the cross-sectional size and / or cross-sectional geometry of the air ducts than in weaker flowed cross-sectional areas of the bypass channel.

Vorzugsweise ist das Strömungselement ein Strömungsgitter, welches sich besonders bevorzugt über den gesamten Querschnitt des Bypass-Kanals erstreckt. Ein solches Strömungsgitter lässt sich mit geringem Fertigungsaufwand kostengünstig herstellen und problemlos an individuelle Strömungsbedingungen unterschiedlicher Baureihen von Fahrzeugklimaanlagen anpassen.Preferably, the flow element is a flow grid, which particularly preferably extends over the entire cross section of the bypass channel. Such a flow grid can be produced inexpensively with little manufacturing effort and easily adapted to individual flow conditions of different series of vehicle air conditioners.

Im Bypass-Kanal ist bevorzugt eine Bypass-Klappe zur Regulierung des Bypass-Luftstroms vorgesehen. Mit dieser Bypass-Klappe lässt sich auf einfache Art und Weise einstellen, wie viel Luft aus dem Bypass-Kanal der durch die Klimatisierungskomponente geströmten Luft beigemischt und dem Fahrzeuginnenraum zugeführt werden soll.In the bypass channel, a bypass flap for regulating the bypass air flow is preferably provided. With this bypass flap can be adjusted in a simple manner, how much air from the bypass channel to be added to the air flowed through the air conditioning component and the vehicle interior to be supplied.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage ist im Bypass-Kanal eine Trennwand vorgesehen, die den Bypass-Kanal in einen ersten Bypass-Teilkanal und einen zweiten Bypass-Teilkanal unterteilt, wobei die Teilkanäle bevorzugt parallel verlaufen. Diese Trennwand erstreckt sich vorzugsweise vom Strömungselement nach stromabwärts des Bypass-Kanals, das heißt also in einem Bereich des Bypass-Kanals mit homogenisiertem Luftstrom. Bei gleichem Querschnitt sind somit die Temperatur- und Strömungsbedingungen in den Bypass-Teilkanälen etwa identisch und können verschiedenen Klimatisierungszonen des Fahrzeuginnenraums zugeordnet sein.According to a further embodiment of the vehicle air conditioning system, a partition wall is provided in the bypass channel, which divides the bypass channel into a first bypass sub-channel and a second bypass sub-channel, wherein the sub-channels preferably run parallel. This partition wall preferably extends from the flow element downstream of the bypass channel, that is to say in an area of the bypass channel with homogenized air flow. For the same cross-section thus the temperature and flow conditions in the bypass sub-channels are approximately identical and can be assigned to different air conditioning zones of the vehicle interior.

Insbesondere kann bei dieser Ausführungsform in jedem Bypass-Teilkanal eine Bypass-Klappe zur Regulierung des jeweiligen Luftstroms vorgesehen sein. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass bei gleicher Position der Bypass-Klappen eine identische Klimatisierung der einzelnen Zonen des Fahrzeuginnenraums erfolgt, die Klimatisierung einer bestimmten Zone des Fahrzeuginnenraums jedoch durch eine Betätigung der jeweils zugeordneten Bypass-Klappe individuell einstellbar ist.In particular, in this embodiment, a bypass flap for regulating the respective air flow may be provided in each bypass sub-channel. This results in the advantage that with the same position of the bypass flaps an identical air conditioning of the individual zones of the vehicle interior takes place, the air conditioning of a particular zone of the vehicle interior, however, is individually adjustable by operating the respective associated bypass flap.

Vorzugsweise zweigt der Bypass-Kanal stromaufwärts der Klimatisierungskomponente vom Klimatisierungskanal ab, wobei an einer Abzweigungsstelle des Bypass-Kanals eine Wand vorgesehen ist, die einen Lufteinlassbereich der Klimatisierungskomponente von einem Lufteinlassbereich des Strömungselements trennt. Diese Wand sorgt dafür, dass die Durchströmung der Klimatisierungskomponente weitgehend unabhängig vom Luftstrom im Bypass-Kanal ist.Preferably, the bypass passage branches off the air conditioning passage upstream of the air conditioning component, and at a branch point of the bypass passage, there is provided a wall separating an air inlet portion of the air conditioning component from an air inlet portion of the flow member. This wall ensures that the flow through the air conditioning component is largely independent of the air flow in the bypass channel.

In einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeugklimaanlage mündet der Bypass-Kanal stromabwärts der Klimatisierungskomponente in den Klimatisierungskanal, wobei in einem Mündungsbereich des Bypass-Kanals wenigstens ein Luftleitelement vorgesehen ist, welches aus dem Bypass-Kanal in den Klimatisierungskanal ragt. Über ein solches Luftleitelement lässt sich im Mündungsbereich des Bypass-Kanals mit geringem Aufwand eine gewünschte Mischung der Luft aus dem Bypass-Kanal mit der durch die Klimatisierungskomponente geströmten Luft einstellen.In a further embodiment of the vehicle air conditioning system, the bypass channel opens downstream of the air conditioning component in the air conditioning channel, wherein in an opening region of the bypass channel at least one air guide is provided, which projects from the bypass channel in the air conditioning channel. About such an air guide can be set in the mouth region of the bypass channel with little effort, a desired mixture of the air from the bypass channel with the air flowed through the air conditioning component.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen: Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. In these show:

1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Fahrzeugklimaanlage in ihrer Einbauposition; 1 a vertical section through a vehicle air conditioning system according to the invention in its installed position;

2 einen schematischen Schnitt A-A durch die Fahrzeugklimaanlage gemäß 1; 2 a schematic section AA through the vehicle air conditioning according to 1 ;

3 einen Schnitt durch einen Bypass-Kanal einer herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage; 3 a section through a bypass channel of a conventional vehicle air conditioning system;

4 einen Schnitt durch einen Bypass-Kanal einer erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage; 4 a section through a bypass channel of a vehicle air conditioning system according to the invention;

5 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Fahrzeugklimaanlage in ihrer Einbauposition gemäß einer weiteren Ausführungsvariante; 5 a vertical section through a vehicle air conditioning system according to the invention in its installed position according to another embodiment;

6 eine schematische Schnittansicht der Fahrzeugklimaanlage gemäß 5 von rechts; und 6 a schematic sectional view of the vehicle air conditioning according to 5 from the right; and

7 eine Draufsicht auf ein Strömungselement einer erfindungsgemäßen Fahrzeugklimaanlage. 7 a plan view of a flow element of a vehicle air conditioning system according to the invention.

Die 1 und 2 sind Schnittzeichnungen einer Fahrzeugklimaanlage 10, wobei die 1 einen Vertikalschnitt durch die Klimaanlage 10 in ihrer im Fahrzeug eingebauten Position und die 2 einen Schnitt A-A durch die Klimaanlage 10 gemäß 1 zeigt.The 1 and 2 are sectional drawings of a vehicle air conditioning system 10 , where the 1 a vertical section through the air conditioning 10 in their in-vehicle position and the 2 a section AA through the air conditioning 10 according to 1 shows.

Die Fahrzeugklimaanlage 10 umfasst ein Gebläse 12, das einen Luftstrom 14 erzeugen kann, einen Klimatisierungskanal 16, in dem stromabwärts des Gebläses 12 eine luftdurchströmbare Klimatisierungskomponente 18 angeordnet ist, sowie einen parallel zur Klimatisierungskomponente 18 geschalteten Bypass-Kanal 20, wobei im Bypass-Kanal 20 ein Strömungselement 22 zur Homogenisierung eines Bypass-Luftstroms 24 angeordnet ist.The vehicle air conditioner 10 includes a blower 12 that has a flow of air 14 can generate an air conditioning channel 16 , in the downstream of the blower 12 an air-permeable air conditioning component 18 is arranged, as well as a parallel to the air conditioning component 18 switched bypass channel 20 , where in the bypass channel 20 a flow element 22 for the homogenization of a bypass airflow 24 is arranged.

Die Klimatisierungskomponente 18 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Verdampfer, insbesondere ein Kältemittel-Verdampfer, wie er in herkömmlichen Fahrzeugklimaanlagen zur Kühlung von einem Fahrzeuginnenraum zuführbarer Luft eingesetzt wird.The air conditioning component 18 is in the present embodiment, an evaporator, in particular a refrigerant evaporator, as used in conventional vehicle air conditioning systems for cooling of a vehicle interior feedable air.

Gemäß 1 ist außerdem ein dem Verdampfer nachgeschalteter, luftdurchströmbarer Wärmetauscher 26 vorgesehen, der bevorzugt als Heizung fungiert und durchströmende Luft erwärmen kann.According to 1 is also a downstream of the evaporator, air-flowable heat exchanger 26 provided, which preferably acts as a heater and can heat by flowing air.

Der dem Wärmetauscher 26 zuströmende Anteil des Luftstroms 14 wird gemäß 1 durch eine schwenkbare Wärmetauscherklappe 28 eingestellt, wobei die Wärmetauscherklappe 28 im Klimatisierungskanal 16 vorgesehen ist.The heat exchanger 26 inflowing portion of the airflow 14 is according to 1 through a swiveling heat exchanger flap 28 adjusted, with the heat exchanger flap 28 in the air conditioning duct 16 is provided.

Der Bypass-Kanal 20 zweigt stromaufwärts der Klimatisierungskomponente 18 vom Klimatisierungskanal 16 ab und mündet stromabwärts der Klimatisierungskomponente 18 wieder in den Klimatisierungskanal 16. Dementsprechend dient der Bypass-Kanal 20 lediglich der Umgehung der Klimatisierungskomponente 18, sodass nicht der gesamte vom Gebläse 12 erzeugte Luftstrom 14 durch die als Verdampfer ausgebildete Klimatisierungskomponente 18 strömen muss. Diese mögliche Umströmung der Klimatisierungskomponente 18 über den Bypass-Kanal 20 führt zu einem besonders effizienten und energiesparenden Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 10. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass lediglich eine geringe Kühlleistung angefordert wird, der vom Gebläse 12 erzeugte Luftstrom 14 also nur wenig abgekühlt werden soll.The bypass channel 20 branches upstream of the air conditioning component 18 from the air conditioning channel 16 from and flows downstream of the air conditioning component 18 back into the air conditioning duct 16 , Accordingly, the bypass channel is used 20 only the bypass of the air conditioning component 18 so not all of the blower 12 generated airflow 14 by the air conditioning component designed as an evaporator 18 has to flow. This possible flow around the air conditioning component 18 over the bypass channel 20 leads to a particularly efficient and energy-saving operation of the vehicle air conditioning system 10 , This is especially true in the case that only a small cooling capacity is required, the blower 12 generated airflow 14 so only a little to be cooled.

In der in 1 dargestellten Einbauposition der Fahrzeugklimaanlage 10 im Fahrzeug erstreckt sich der Bypass-Kanal 20 in vertikaler Richtung 30 oberhalb der Klimatisierungskomponente 18. Diese Anordnung bringt den Vorteil mit sich, dass in der als Verdampfer ausgebildeten Klimatisierungskomponente 18 anfallendes Kondensat in vertikaler Richtung 30 unterhalb der Klimatisierungskomponente 18 problemlos aufgefangen und abgeführt werden kann.In the in 1 illustrated installation position of the vehicle air conditioning 10 in the vehicle, the bypass channel extends 20 in the vertical direction 30 above the air conditioning component 18 , This arrangement has the advantage that in the air conditioning component designed as an evaporator 18 accumulating condensate in the vertical direction 30 below the air conditioning component 18 can be easily collected and removed.

Das Strömungselement 22 ist im vorliegenden Fall ein Strömungsgitter und erstreckt sich über den gesamten Querschnitt des Bypass-Kanals 20 (vgl. auch 6 und 7).The flow element 22 is in the present case a flow grid and extends over the entire cross section of the bypass channel 20 (see also 6 and 7 ).

Das Strömungselement 22 definiert dabei durch die Richtung der aus ihm ausströmenden Luft eine Strömungsrichtung 32, wobei die Klimatisierungskomponente 18 in einer zu dieser ersten Strömungsrichtung 32 des Strömungselements 22 im Wesentlichen parallelen, zweiten Strömungsrichtung 34 luftdurchströmbar ist.The flow element 22 defines by the direction of the air flowing out of him a flow direction 32 wherein the air conditioning component 18 in a direction to this first flow direction 32 of the flow element 22 essentially parallel, second flow direction 34 can be flowed through.

In 2 wird deutlich, dass sich das Gebläse 12, in Strömungsrichtung 32 gesehen, seitlich des Strömungselements 22 erstreckt und eine Einlassebene E des Strömungselements 22 schneidet. Der seitliche, das heißt quer zur Strömungsrichtung 32 gemessene Abstand zwischen dem Gebläse 12 und dem Strömungselement 22 ist in 2 mit d bezeichnet und ermöglicht, in Strömungsrichtung 32 gesehen, eine Überlappung 36 zwischen dem Gebläse 12 und dem Strömungselement 22. Dies führt letztlich zu einer besonders kompakten Konstruktion, da sich durch die Überlappung 36 eine Abmessung der Fahrzeugklimaanlage 10 in Strömungsrichtung 32 verringert.In 2 it becomes clear that the blower 12 , in flow direction 32 seen, laterally of the flow element 22 extends and an inlet level E of the flow element 22 cuts. The lateral, that is transverse to the flow direction 32 measured distance between the blower 12 and the flow element 22 is in 2 Denoted by d and allows in the flow direction 32 seen, an overlap 36 between the blower 12 and the flow element 22 , This ultimately leads to a particularly compact construction, as is due to the overlap 36 a dimension of Vehicle air conditioning 10 in the flow direction 32 reduced.

Das als Strömungsgitter ausgebildete Strömungselement 22 zur Homogenisierung des Bypass-Luftstroms 24 stellt einen Strömungswiderstand im Bypass-Kanal 20 dar und sorgt somit für einen gewissen Staudruck stromaufwärts des Strömungselements 22. Dieser Staudruck in einem Lufteinlassbereich 38 des Strömungselements 22 trägt schließlich zu einer gleichmäßigen Durchströmung des Strömungsgitters und damit einem homogenen Bypass-Luftstrom 24 bei.The flow element designed as a flow grid 22 for homogenizing the bypass airflow 24 provides a flow resistance in the bypass channel 20 and thus provides for a certain back pressure upstream of the flow element 22 , This dynamic pressure in an air intake area 38 of the flow element 22 finally contributes to a uniform flow through the flow grid and thus a homogeneous bypass air flow 24 at.

Der Staudruck sowie eine Umlenkung oder gewünschte Ausrichtung des Bypass-Luftstroms 24 lässt sich dabei mit geringem Aufwand durch eine Abmessung I des Strömungselements 22 in Strömungsrichtung 32 (Tiefe des Strömungselements) einstellen, wobei die Abmessung I vorzugsweise im Bereich von 2 mm bis 40 mm liegt.The back pressure and a deflection or desired orientation of the bypass air flow 24 can be with little effort by a dimension I of the flow element 22 in the flow direction 32 (Depth of the flow element), wherein the dimension I is preferably in the range of 2 mm to 40 mm.

Ein homogener Bypass-Luftstrom 24 ist besonders wichtig, wenn der Bypass-Kanal 20 in mehrere Bypass-Teilkanäle 40, 42 unterteilt werden soll, wobei die Bypass-Teilkanäle 40, 42 unterschiedlichen Klimatisierungszonen im Fahrzeuginnenraum zugeordnet sind. Bei identischen Klimatisierungseinstellungen in den einzelnen Zonen ergibt sich nämlich nur dann eine gewünschte, identische Zonenklimatisierung, wenn der Bypass-Kanal 20 über den Kanalquerschnitt gesehen von einem weitgehend homogenen Bypass-Luftstrom 24 durchströmt wird und dementsprechend in den Bypass-Teilkanälen 40, 42 weitgehend identische Temperatur- und Strömungsverhältnisse herrschen.A homogeneous bypass airflow 24 is especially important when the bypass channel 20 into several bypass subchannels 40 . 42 should be divided, with the bypass sub-channels 40 . 42 are assigned to different air conditioning zones in the vehicle interior. In fact, with identical air conditioning settings in the individual zones, a desired, identical zone climate control only results if the bypass channel 20 seen over the channel cross-section of a largely homogeneous bypass airflow 24 is flowed through and accordingly in the bypass sub-channels 40 . 42 largely identical temperature and flow conditions prevail.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fahrzeugklimaanlage 10 ist im Bypass-Kanal 20 eine Trennwand 44 vorgesehen, die den Bypass-Kanal 20 in einen ersten Bypass-Teilkanal 40 und einen zweiten Bypass-Teilkanal 42 unterteilt, wobei der erste Bypass-Teilkanal 40 einer ersten Klimatisierungszone und der zweite Bypass-Teilkanal 42 einer zweiten Klimatisierungszone zugeordnet ist. Die erste Klimatisierungszone kann beispielsweise einer Fahrerseite und die zweite Klimatisierungszone beispielsweise einer Beifahrerseite zugeordnet sein, wobei sich die Trennwand 44 in der Einbauposition der Fahrzeugklimaanlage 10 gemäß den 1 und 2 etwa in vertikaler Richtung 30 erstreckt.In the present embodiment, the vehicle air conditioner 10 is in the bypass channel 20 a partition 44 provided that the bypass channel 20 into a first bypass sub-channel 40 and a second bypass subchannel 42 divided, with the first bypass sub-channel 40 a first air conditioning zone and the second bypass sub-channel 42 associated with a second air conditioning zone. The first air-conditioning zone can be assigned to, for example, a driver's side and the second air-conditioning zone, for example, to a co-driver's side, wherein the partition wall 44 in the installation position of the vehicle air conditioning 10 according to the 1 and 2 approximately in the vertical direction 30 extends.

Die 3 veranschaulicht die seitliche Anströmung eines in Teilkanäle 40, 42 unterteilten Bypass-Kanals 20 für eine herkömmliche Fahrzeugklimaanlage 10, bei der also kein Strömungselement 22 zur Homogenisierung des Bypass-Luftstroms 24 vorgesehen ist. Es wird deutlich, dass der linke, erste Bypass-Teilkanal 40 aufgrund der seitlichen Anströmung deutlich stärker durchströmt wird als der rechte, zweite Bypass-Teilkanal 42.The 3 illustrates the lateral flow of one in subchannels 40 . 42 subdivided bypass channel 20 for a conventional vehicle air conditioner 10 , so no flow element 22 for homogenizing the bypass airflow 24 is provided. It becomes clear that the left, first bypass subchannel 40 due to the lateral flow is flowed through much stronger than the right, second bypass sub-channel 42 ,

Demgegenüber zeigt die 4 eine entsprechende seitliche Anströmung des in Teilkanäle 40, 42 unterteilten Bypass-Kanals 20 für eine erfindungsgemäße Fahrzeugklimaanlage 10, bei der also im Bypass-Kanal 20 das Strömungselement 22 zur Homogenisierung des Bypass-Luftstroms 24 vorgesehen ist. Hierbei wird zunächst deutlich, dass das als Strömungsgitter ausgebildete Strömungselement 22 den Bypass-Luftstrom 24 so umlenkt, dass sich die Strömungsrichtung 32 im Wesentlichen senkrecht zur Einlassebene E des Strömungselements 22 erstreckt. Der durch das Strömungselement 22 erzeugte Strömungswiderstand im Bypass-Kanal 20 bewirkt einen gewissen Staudruck stromaufwärts des Strömungselements 22 und führt somit bereits zu einer gewissen Homogenisierung des Bypass-Luftstroms 24 im Bypass-Kanal 20.In contrast, the shows 4 a corresponding lateral flow in the sub-channels 40 . 42 subdivided bypass channel 20 for a vehicle air conditioning system according to the invention 10 , so in the bypass channel 20 the flow element 22 for homogenizing the bypass airflow 24 is provided. It is first clear that the flow element designed as a flow grid 22 the bypass airflow 24 so deflects that the flow direction 32 substantially perpendicular to the inlet plane E of the flow element 22 extends. The through the flow element 22 generated flow resistance in the bypass channel 20 causes a certain back pressure upstream of the flow element 22 and thus already leads to a certain homogenization of the bypass airflow 24 in the bypass channel 20 ,

Gemäß 6 ist das Strömungselement 22 als Strömungsgitter ausgebildet, welches zahlreiche Luftkanäle 46 mit etwa quadratischer Querschnittsgeometrie und weitgehend identischer Querschnittsgröße aufweist. Hinsichtlich der Querschnittsgeometrie sind abgesehen von viereckigen Luftkanal-Querschnitten auch dreieckige, fünfeckige oder sonstige mehreckige Querschnitte sowie Kreisquerschnitte denkbar.According to 6 is the flow element 22 designed as a flow grid, which has numerous air channels 46 having approximately square cross-sectional geometry and substantially identical cross-sectional size. With regard to the cross-sectional geometry, triangular, pentagonal or other polygonal cross sections as well as circular cross sections are conceivable apart from quadrangular air channel cross sections.

Um die aufgrund der seitlichen Anströmung vorhandenen, lokalen Strömungsunterschiede zu kompensieren und den Bypass-Luftstrom 24 noch homogener zu gestalten, weist das Strömungselement 22 in einigen Ausführungsvarianten wenigstens zwei Luftkanäle 46, 48, 49 auf, die sich in ihrer Querschnittsgröße und/oder Querschnittsgeometrie unterscheiden.To compensate for local flow differences due to lateral flow and bypass airflow 24 even more homogeneous, has the flow element 22 in some embodiments, at least two air channels 46 . 48 . 49 on, which differ in their cross-sectional size and / or cross-sectional geometry.

Hinsichtlich der Querschnittsgröße sind die Querschnitte der Luftkanäle 46, 48 in einem Bereich starker Anströmung insbesondere kleiner ausgebildet als die Querschnitte der Luftkanäle 48, 49 in einem Bereich schwächerer Anströmung.With regard to the cross-sectional size, the cross sections of the air ducts 46 . 48 formed in a region of strong flow, in particular smaller than the cross sections of the air ducts 48 . 49 in a region of weaker flow.

Die 7 zeigt eine entsprechende Ausführungsform des als Strömungsgitter ausgebildeten Strömungselements 22, welches im Bereich des stark angeströmten Bypass-Teilkanals 40 (vgl. 3) Luftkanäle 46 mit kleinen quadratischen Querschnitten und im Bereich des schwächer angeströmten Bypass-Teilkanals 42 (vgl. 3) Luftkanäle 48, 49 mit größeren Querschnitten aufweist.The 7 shows a corresponding embodiment of the flow element designed as a flow grid 22 , which is in the area of the heavily inflated bypass sub-channel 40 (see. 3 ) Air channels 46 with small square cross sections and in the area of the weaker flowed bypass sub-channel 42 (see. 3 ) Air channels 48 . 49 having larger cross sections.

Abhängig von der lokalen Anströmung kann die Querschnittsgröße und/oder Querschnittsgeometrie der Luftkanäle 48, 49 auch innerhalb der den Bypass-Teilkanälen 40, 42 zugeordneten Bereichen variieren. Dies ist in 7 für den Bypass-Teilkanal 42 angedeutet, der in einem stärker angeströmten (linken) Bereich Luftkanäle 48 mit rechteckigen Querschnitten und in einem schwächer angeströmten (rechten) Bereich Luftkanäle 49 mit größeren, quadratischen Querschnitten aufweist.Depending on the local flow, the cross-sectional size and / or cross-sectional geometry of the air ducts 48 . 49 also within the bypass subchannels 40 . 42 vary depending areas. This is in 7 for the bypass subchannel 42 indicated that in a more heavily flowed (left) area air channels 48 with rectangular cross sections and in a weaker flowed (right) area air channels 49 having larger, square cross sections.

Gemäß 2 ist in jedem Bypass-Teilkanal 40, 42 eine Bypass-Klappe 50 zur Regulierung des jeweiligen Luftstroms vorgesehen.According to 2 is in each bypass subchannel 40 . 42 a bypass flap 50 intended to regulate the respective air flow.

Aufgrund des homogenen Bypass-Luftstroms 24 ergeben sich bei gleicher Position der Bypass-Klappen 50 im Wesentlichen identische Luftströme in den Bypass-Teilkanälen 40, 42, was zu einer einheitlichen Klimatisierung der zugeordneten Zonen im Fahrzeuginnenraum führt. Eine individuelle Klimatisierung der einzelnen Zonen im Fahrzeuginnenraum lässt entsprechend durch unterschiedliche Stellungen der Bypass-Klappen 50 erreichen.Due to the homogeneous bypass airflow 24 result in the same position of the bypass valves 50 substantially identical air streams in the bypass sub-channels 40 . 42 , which leads to a uniform air conditioning of the associated zones in the vehicle interior. An individual air conditioning of the individual zones in the vehicle interior can accordingly by different positions of the bypass flaps 50 to reach.

Sofern der Bypass-Kanal 20 nicht durch die Trennwand 44 in zwei Bypass-Teilkanäle 40, 42 unterteilt ist und keine Aufteilung des Fahrzeuginnenraums in unterschiedliche Klimatisierungszonen erfolgt, lassen sich die beiden separaten Bypass-Klappen 50 gemäß 2 selbstverständlich durch eine einzige Bypass-Klappe 50 ersetzen.Unless the bypass channel 20 not through the partition 44 in two bypass subchannels 40 . 42 divided and no division of the vehicle interior is carried out in different air conditioning zones, the two separate bypass flaps can be 50 according to 2 of course by a single bypass flap 50 replace.

Die Bypass-Klappen 50 sind jeweils stromabwärts des Strömungselements 22 angeordnet.The bypass flaps 50 are each downstream of the flow element 22 arranged.

Gemäß 1 zweigt der Bypass-Kanal 20 stromaufwärts der Klimatisierungskomponente 18 vom Klimatisierungskanal 16 ab, wobei an einer Abzweigungsstelle 52 des Bypass-Kanals 20 eine Wand 54 vorgesehen ist, die einen Lufteinlassbereich 56 der Klimatisierungskomponente 18 vom Lufteinlassbereich 38 des Strömungselements 22 trennt. Dadurch bleibt die Durchströmung der Klimatisierungskomponente 18 weitgehend unbeeinflusst von einer Durchströmung des Bypass-Kanals 20.According to 1 branches the bypass channel 20 upstream of the air conditioning component 18 from the air conditioning channel 16 starting at a branch point 52 of the bypass channel 20 a wall 54 is provided, which has an air intake area 56 the air conditioning component 18 from the air intake area 38 of the flow element 22 separates. As a result, the flow through the air conditioning component remains 18 largely unaffected by a flow through the bypass channel 20 ,

Die 5 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Fahrzeugklimaanlage 10 gemäß 1, wobei zusätzlich Luftleitelemente 58 am stromabwärtigen Ende des Bypass-Kanals 20 vorgesehen sind. Der Bypass-Kanal 20 mündet stromabwärts der Klimatisierungskomponente 18 in den Klimatisierungskanal 16, wobei in einem Mündungsbereich des Bypass-Kanals 20 gemäß den 5 und 6 zwei Luftleitelemente 58 vorgesehen sind, welche jeweils aus dem Bypass-Kanal 20 in den Klimatisierungskanal 16 ragen. Die Luftleitelemente 58 sind vorzugsweise als Luftleitbleche mit einem U-förmigen oder rinnenförmigen Querschnitt ausgebildet.The 5 shows a vertical section through the vehicle air conditioning 10 according to 1 , In addition, air guide elements 58 at the downstream end of the bypass channel 20 are provided. The bypass channel 20 flows downstream of the air conditioning component 18 in the air conditioning channel 16 , wherein in a mouth region of the bypass channel 20 according to the 5 and 6 two air guide elements 58 are provided, each from the bypass channel 20 in the air conditioning channel 16 protrude. The air guiding elements 58 are preferably designed as air baffles with a U-shaped or channel-shaped cross-section.

Die im Querschnitt U-förmigen Luftleitelemente 58 weisen einen Boden 60 sowie zwei abgebogene Schenkel 61 auf, die an entgegengesetzten Seiten des Bodens 60 angeformt sind. In den 5 und 6 sind die Luftleitelemente 58 nach unten offen, sodass ein in das Luftleitelement 58 einströmender Teil des Bypass-Luftstroms 24 gemäß 5 in einen unteren Bereich eines Lüftungskanals 62 gelenkt wird. Dies sorgt für eine homogene Temperaturverteilung über den Querschnitt des Lüftungskanals 62.The cross-sectionally U-shaped spoiler elements 58 have a floor 60 and two bent legs 61 on, on opposite sides of the floor 60 are formed. In the 5 and 6 are the air guide elements 58 open downwards, so that one in the air guide 58 incoming part of the bypass airflow 24 according to 5 in a lower area of a ventilation duct 62 is steered. This ensures a homogeneous temperature distribution over the cross section of the ventilation duct 62 ,

Ohne Luftleitelemente 58 kann es bei geöffneter oder teilgeöffneter Lüftungsklappe 64 im Lüftungskanal 62 zu einer unerwünschten Ungleichverteilung von Warm- und Kaltluft kommen, indem beispielsweise ein durch die Klimatisierungskomponente 18 gekühlter Teilstrom der Luft hauptsächlich in den unteren Bereich des Lüftungskanals 62 einströmt und ein über den Bypass-Kanal 20 geleiteter, vergleichsweise warmer Teilstrom der Luft hauptsächlich in den oberen Bereich des Lüftungskanals 62 einströmt (vgl. 1).Without air deflectors 58 it can with open or partially open ventilation flap 64 in the ventilation duct 62 lead to an undesirable unequal distribution of hot and cold air, for example by a by the air conditioning component 18 cooled partial flow of air mainly in the lower part of the ventilation duct 62 inflows and a via the bypass channel 20 Guided, relatively warm partial flow of air mainly in the upper part of the ventilation duct 62 flows in (cf. 1 ).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1479545 A1 [0004]

Claims

Vehicle air conditioner with a blower ( 12 ), which has a flow of air ( 14 ), an air conditioning duct ( 16 ), in which an air-permeable air conditioning component ( 18 ) and a parallel to the air conditioning component ( 18 ) bypass channel ( 20 ), characterized in that in the bypass channel ( 20 ) a flow element ( 22 ) for the homogenization of a bypass air stream ( 24 ) is arranged.

Vehicle air conditioning system according to claim 1, characterized in that the bypass channel ( 20 ) upstream of the air conditioning component ( 18 ) from the air conditioning duct ( 16 ) branches off and downstream of the air conditioning component ( 18 ) back into the air conditioning channel ( 16 ) opens.

Vehicle air conditioning system according to claim 1 or 2, characterized in that the bypass channel ( 20 ) in an installation position of the vehicle air conditioning system ( 10 ) above the air conditioning component ( 18 ).

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning component ( 18 ) is an evaporator.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the flow element ( 22 ) a flow direction ( 32 ) defined by the direction of the air flowing out of it.

Vehicle air conditioning system according to claim 5, characterized in that the blower ( 12 ) in the flow direction ( 32 ) seen laterally of the flow element ( 22 ) and an inlet plane (E) of the flow element ( 22 ) cuts.

Vehicle air conditioning system according to one of claims 5 or 6, characterized in that the air conditioning component ( 18 ) in a direction of flow ( 32 ) of the flow element ( 22 ) substantially parallel, second flow direction ( 34 ) can be flowed through.

Vehicle air conditioning system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the flow element ( 22 ) in the flow direction ( 32 ) has a dimension (I) in the range of 2 mm to 40 mm.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the flow element ( 22 ) at least two air channels ( 46 . 48 ), which differ in their cross-sectional size and / or cross-sectional geometry.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the flow element ( 22 ) is a flow grid.

Vehicle air conditioning system according to claim 10, characterized in that the flow grid over the entire cross section of the bypass channel ( 20 ).

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that in the bypass channel ( 20 ) a bypass flap ( 50 ) for regulating the bypass air flow ( 24 ) is provided.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that in the bypass channel ( 20 ) a partition wall ( 44 ) is provided, the bypass channel ( 20 ) into a first bypass sub-channel ( 40 ) and a second bypass sub-channel ( 42 ).

Vehicle air conditioning system according to claim 13, characterized in that in each bypass sub-channel ( 40 . 42 ) a bypass flap ( 50 ) is provided for regulating the respective sub-channel air flow.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel ( 20 ) upstream of the air conditioning component ( 18 ) from the air conditioning duct ( 16 ) branches off, wherein at a branch point ( 52 ) of the bypass channel ( 20 ) a wall ( 54 ) having an air intake area ( 56 ) of the air conditioning component ( 18 ) from an air intake area ( 38 ) of the flow element ( 22 ) separates.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel ( 20 ) downstream of the air conditioning component ( 18 ) into the air conditioning duct ( 16 ), wherein in a mouth region of the bypass channel ( 20 ) at least one air guiding element ( 58 ) is provided, which from the bypass channel ( 20 ) into the air conditioning duct ( 16 protrudes.