DE102014100930A1 - Zusätzliche Wärme- und Kältequellen für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein HVAC-System (2), umfassend eine HVAC-Primäreinheit (4) und einen zusätzlichen Wärmeübertrager (6, 8, 10). Die HVAC-Primäreinheit (4) ist in einem Fahrgastraumbereich von einem Kraftfahrzeug (14) angeordnet und ausgelegt, den Fahrgastraum (12) zumindest entweder zu erwärmen oder zu kühlen. Der zusätzliche Wärmeübertrager (6, 8, 10) ist von der HVAC-Primäreinheit (4) beanstandet und ebenfalls in dem Fahrgastraumbereich des Kraftfahrzeugs (14) angeordnet. Der zusätzliche Wärmeübertrager (6, 8, 10) ist ausgelegt, zumindest entweder die Erwärmung oder die Kühlung des Fahrgastraums (14) durch die HVAC-Primäreinheit (4) zu unterstützen.
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (HVAC) für ein Kraftfahrzeug.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Bei der Konstruktion eines Kraftfahrzeuges werden die äußere Form sowie die Abmessungen der Fahrzeugkarosserie definiert. Dadurch wird die maximale Größe des Bauraums, welcher für die in das Kraftfahrzeug einzubauenden Fahrzeugsysteme und Bauteile verfügbar ist, bestimmt.
- HVAC-Systeme, beispielsweise Klimatisierungsanlagen, erfordern für ihren Einbau in dem Kraftfahrzeug im Allgemeinen einen erheblichen Bauraumbedarf. Es ist wünschenswert, dass die Geometrie und Position des HVAC-Systems zu keiner Behinderung des Fahrzeugfahrers und der Fahrzeuginsassen führen. Aus diesem Grund ist das HVAC-System häufig in dem Armaturenbrett oder der vorderen Mittelwand positioniert, wodurch der für den Fahrer und den Beifahrer verfügbare Fußraum maximiert wird.
- Um die HVAC-Systeme in dem Kraftfahrzeug optimal zu positionieren, werden flache, modulare HVAC-Systeme eingesetzt. Diese Arten von HVAC-Systemen machen ebenfalls einen erheblichen Bauraum in Längsrichtung des Fahrzeugs erforderlich. Eine flache, modulare Art eines HVAC-Systems ist in dem auf Richter u.a. übergegangenem
US Patent Nr. 7,735,330 beschrieben, wobei der gesamte Offenbarungsgehalt unter Bezugnahme in die vorliegende Erfindung eingebunden ist. - Es besteht ein fortwährender Bedarf für ein System und ein Verfahren zur Unterstützung zumindest entweder einer Erwärmung oder einer Kühlung eines Fahrgastraums in einem Kraftfahrzeug, in welchem insbesondere eine Primärerwärmung und Kühlung durch das flache, modulare HVAC-System bereitgestellt werden. Das System und das Verfahren unterstützen in gewünschter Weise die durch das flache, modulare HVAC-System bereitgestellte Erwärmung und Kühlung unter Verwendung verfügbarer Fahrzeugquellen, und ermöglichen eine zusätzliche Erwärmung und Kühlung nur in den Bereichen des Kraftfahrzeugs, in denen sich Fahrzeuginsassen befinden.
- VORTEILE DER ERFINDUNG
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden überraschenderweise ein System und ein Verfahren zur Unterstützung zumindest entweder einer Erwärmung oder einer Kühlung eines Fahrgastraums in einem Kraftfahrzeug entwickelt, in welchem insbesondere eine Primärerwärmung und Kühlung durch das flache, modulare HVAC-System bereitgestellt werden, und welche die Erwärmung und die Kühlung unterstützen, welche durch das flache, modulare HVAC-System bereitgestellt wird, unter Verwendung verfügbarer Fahrzeugquellen, und welche eine zusätzliche Erwärmung und Kühlung nur in den Bereichen des Kraftfahrzeugs, in denen sich Fahrzeuginsassen befinden, ermöglichen.
- In einer Ausführungsform umfasst ein HVAC-System eine HVAC-Primäreinheit und einen zusätzlichen Wärmeübertrager. Die HVAC-Primäreinheit ist in einem Fahrgastraumbereich von einem Kraftfahrzeug angeordnet. Die HVAC-Primäreinheit ist ausgelegt, zumindest entweder eine Erwärmung oder eine Kühlung eines Fahrgastraums zu ermöglichen. Der zusätzliche Wärmeübertrager ist von der HVAC-Primäreinheit beabstandet und ebenfalls in dem Fahrgastraumbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der zusätzliche Wärmeübertrager ist ausgelegt, zumindest entweder die Erwärmung oder Kühlung des Fahrgastraums durch die HVAC-Primäreinheit zu unterstützen.
- In einer weiteren Ausführungsform ist der zusätzliche Wärmeübertrager des HVAC-Systems entweder in einer A-Säule oder einer B-Säule des Fahrgastraums positioniert. Der zusätzliche Wärmeübertrager weist einen Einlass auf, welcher mit einem Motorkühlmittel-Zufuhrkanal in Fluidverbindung steht, durch welchen erwärmtes Kühlmittel von einem Motor des Kraftfahrzeugs strömt, um den Fahrgastraum zusätzlich zu erwärmen.
- In einer weiteren Ausführungsform ist zusätzliche Wärmeübertrager entweder in einer A-Säule oder einer B-Säule des Fahrgastraums positioniert und weist einen Einlass auf, welcher mit einem Kältemittel-Zufuhrkanal in Fluidverbindung steht. Kältemittel von einem Klimatisierungs-/Kältesystem des Kraftfahrzeugs strömt durch den Kältemittel-Zufuhrkanal, um den Fahrgastraum zusätzlich zu kühlen.
- ZEICHNUNGEN
- Die vorstehenden sowie weiteren Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Lichte der beschriebenen Zeichnungen vom Fachmann ohne Weiteres erkannt werden, wobei:
-
1 eine schematische Draufsicht auf ein Heizungs-, Lüftungs- und Kühlungssystem für ein Kraftfahrzeug darstellt, und verschiedene Positionen für die zusätzlichen Wärme- und Kältequellen zeigt; -
2 eine schematische Darstellung eines zusätzlichen Wärmeübertragers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sowohl für die zusätzliche Erwärmung als auch für die zusätzliche Kühlung an den Positionen in dem in1 gezeigten Kraftfahrzeug darstellt; -
3 eine schematische Darstellung eines zusätzlichen Wärmeübertragers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zur zusätzlichen Kühlung nur an den Positionen in dem in1 gezeigten Kraftfahrzeug darstellt, und -
4 eine schematische Darstellung eines zusätzlichen Wärmeübertragers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zur zusätzlichen Erwärmung nur an den Positionen in dem in1 gezeigten Kraftfahrzeug darstellt. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben und zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung umsetzen und anwenden zu können, und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
- Unter Bezugnahme auf die
1 bis4 wird ein HVAC-System2 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das HVAC-System2 umfasst eine HVAC-Primäreinheit4 und zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 . Die HVAC-Primäreinheit4 ist in einem Bereich eines Fahrgastraums12 von einem Kraftfahrzeug14 angeordnet und ausgelegt, den Fahrgastraum12 zumindest entweder zu erwärmen oder zu kühlen. In bestimmten Ausführungsformen ist das HVAC-Primäreinheit4 längs entlang eines Bodens16 des Fahrgastraums12 zwischen einem Paar Vordersitzen18 positioniert. Vom Fachmann soll erkannt werden, dass weitere Arten von HVAC-Primäreinheiten4 mit verschiedenen Ausrichtungen und Positionierungen in dem Kraftfahrzeug14 innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung ebenfalls eingesetzt werden können. - Der zumindest eine zusätzliche Wärmeübertrager
6 ,8 10 ist von der HVAC-Primäreinheit4 innerhalb des Bereichs des Fahrgastraums12 beabstandet. Der zumindest eine zusätzliche Wärmeübertrager6 ,8 10 ist ausgelegt, zumindest entweder die Erwärmung oder die Kühlung des Fahrgastraums12 durch die HVAC-Primäreinheit4 zu unterstützen. In bestimmten Beispielen ist der zumindest eine zusätzliche Wärmeübertrager6 ,8 ,10 ausgelegt, Wärme hin zu oder weg von einem Fluid, beispielsweise einem Motor-Kühlmittel (z.B. ein Glykol-Kühlmittel) oder einem Kältemittel (z.B. ein Klimatisierungs-Kältemittel) zu transportieren, welches dem zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 von einer externen Quelle zugeführt wird. In weiteren Beispielen kann der zumindest eine zusätzliche Wärmeübertrager6 ,8 ,10 ausgelegt sein, eine zusätzliche Erwärmung oder Kühlung durch andere Mittel zu erzeugen, umfassend elektroresistive Mittel zur Erwärmung und piezoelektrische Mittel zur Kühlung. Auch Wärmesenken können eingesetzt werden. Vom Fachmann können gegebenenfalls weitere geeignete Arten von zusätzlichen Wärmeübertragern6 ,8 ,10 zum Einsatz in dem HVAC-System2 gewählt werden. - Wie in der
1 dargestellt, kann der zusätzliche Wärmeübertrager6 an dem Boden16 des Fahrgastraums12 positioniert sein. Der zusätzliche Wärmeübertrager6 kann auch benachbart zu einem der Vordersitze18 positioniert sein. Der zusätzliche Wärmeübertrager6 kann mit zumindest einem Bodenentlüftungskanal20 in Fluidverbindung stehen, um die erwärmte oder gekühlte Luft dem Fahrgastraum12 zuführen zu können. Der zusätzliche Wärmeübertrager6 kann mit dem zumindest einen Bodenentlüftungskanal20 über einen Bodenkanal22 in Fluidverbindung stehen, welcher an dem Boden16 des Fahrgastraums12 angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen ist der zusätzliche Wärmeübertrager6 entweder benachbart zu oder innerhalb des Bodenentlüftungskanals20 angeordnet. Weitere Anordnungen des zusätzlichen Wärmeübertragers6 innerhalb des Fahrgastraums12 können ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. - In einer weiteren Ausführungsform kann der zusätzliche Wärmeübertrager
8 an einem Dach22 des Fahrgastraums12 positioniert sein. Beispielsweise kann der zusätzliche Wärmeübertrager8 in einer A-Säule des Fahrgastraums12 positioniert sein. Der zusätzliche Wärmeübertrager8 kann mit zumindest einem Deckenentlüftungskanal26 benachbart zu einem der Vordersitze18 in Fluidverbindung stehen. Der zusätzliche Wärmeübertrager8 kann mit dem Deckenentlüftungskanal26 über einen Deckenkanal28 in Fluidverbindung stehen, welcher an dem Dach22 des Fahrgastraums12 angeordnet ist. In weiteren Ausführungsformen ist der zusätzliche Wärmeübertrager8 entweder benachbart zu oder innerhalb des Deckenentlüftungskanals28 angeordnet. Vom Fachmann können gegebenenfalls weitere Anordnungen für den zusätzlichen Wärmeübertrager8 innerhalb des Fahrgastraums12 gewählt werden. - Wie ebenfalls in
1 gezeigt ist, kann der zusätzliche Wärmeübertrager10 in einer B-Säule an dem Dach22 des Fahrgastraums12 positioniert sein. Der zusätzliche Wärmeübertrager10 kann mit zumindest einem Deckenentlüftungskanal30 benachbart zu einem Rücksitz32 des Fahrgastraums12 in Fluidverbindung stehen. Der zusätzliche Wärmeübertrager10 kann mit dem Deckenentlüftungskanal30 über einen Deckenkanal34 , welcher an dem Dach22 des Fahrgastraums12 angeordnet ist, in Fluidverbindung stehen. In weiteren Ausführungsformen ist der zusätzliche Wärmeübertrager10 entweder benachbart zu oder innerhalb des Deckenentlüftungskanals30 angeordnet. Vom Fachmann können gegebenenfalls weitere Anordnungen für den zusätzlichen Wärmeübertrager8 innerhalb des Fahrgastraums12 gewählt werden. - Obwohl vorangehend solche Ausführungsformen erläutert wurden, bei denen der zumindest eine zusätzliche Wärmeübertrager
6 ,8 ,10 in der A-Säule und der B-Säule des Fahrgastraums12 angeordnet ist, soll erkannt werden, dass der zumindest eine zusätzliche Wärmeübertrager6 ,8 ,10 alternativ in der C-Säule positioniert sein kann, und dass eine solche Positionierung innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt. - Das HVAC-System
2 kann ebenfalls zumindest ein Zusatzgebläse36 umfassen. Das zumindest eine Zusatzgebläse36 kann entweder zumindest in dem Bodenkanal22 oder den Deckenkanälen28 ,34 angeordnet sein. Beispielsweise kann das zumindest eine Zusatzgebläse36 ein variables Hochgeschwindigkeitsgebläse sein. Das zumindest eine Zusatzgebläse36 ist ausgelegt, den Luftstrom durch die Kanäle22 ,28 ,34 von dem zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 zu verstärken. Es können gegebenenfalls auch weitere Arten von Zusatzgebläsen36 eingesetzt werden. - Vorteilhafterweise kann der zumindest eine zusätzliche Wärmeübertrager
6 ,8 ,10 verfügbare Fahrzeugquellen einsetzen. Wie in den2 und4 dargestellt, kann der zumindest eine zusätzliche Wärmeübertrager6 ,8 ,10 einen Einlass38 aufweisen, welcher mit einem Motorkühlmittel-Zufuhrkanal40 in Fluidverbindung steht. Erwärmtes Kühlmittel von einem Motor42 des Kraftfahrzeugs kann durch den Motorkühlmittel-Zufuhrkanal40 zum dem zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 strömen, um die zusätzliche Erwärmung des Fahrgastraums12 zu ermöglichen. - Unter Bezugnahme auf
2 kann das HVAC-System ferner ein Motorkühlmittel-Regelventil43 umfassen, welches mit dem Motorkühlmittel-Zufuhrkanal40 in Fluidverbindung steht. Das Motorkühlmittel-Regelventil43 ist ausgelegt, um gegebenenfalls den erwärmten Kühlmittelstrom von dem Motor42 zu dem zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 zu steuern. - Der zusätzliche Wärmeübertrager
6 ,8 ,10 weist außerdem einen Auslass44 auf, welcher mit einem Motorkühlmittel-Rückführkanal46 in Fluidverbindung steht, um das Motorkühlmittel zu dem Motor42 zurückzuführen, nachdem das Motorkühlmittel durch den zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 geströmt ist. - Wie in
4 dargestellt, kann an der Stelle, an welcher der zumindest eine Wärmeübertrager6 ,8 ,10 mit dem Motor42 in direkter Verbindung steht und nur die Erwärmung unterstützt, ein Motorkühlmittel-Regelventil48 vorgesehen sein, welches mit dem Motorkühlmittel-Rückführkanal46 in Fluidverbindung steht. Das Motorkühlmittel-Regelventil48 , welches mit dem Motorkühlmittel-Rückführkanal46 in Verbindung steht, ist ausgelegt, den Kühlmittelstrom von dem zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 zu dem Motor42 zu steuern. - Unter erneuter Bezugnahme auf die
2 kann das HVAC-System2 weiterhin eine Pumpe50 umfassen. Die Pumpe50 kann mit dem Motorkühlmittel-Rückführkanal46 in Fluidverbindung stehen und die Rückführung des Motorkühlmittels zurück zu dem Motor42 nach erfolgter Wärmeübertragung an den zumindest einen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 ermöglichen. - In der in
2 gezeigten Ausführungsform kann an der Stelle, an welcher der zumindest eine Wärmeübertrager6 ,8 ,10 sowohl zur zusätzlichen Erwärmung als auch zur zusätzlichen Kühlung eingesetzt werden kann, ein Zwischenkühlungssystem52 vorgesehen sein. Das Zwischenkühlungssystem52 kann mit einem Kältemittel-Zufuhrkanal54 , einem Kältemittel-Rückführkanal56 und jeweils mit dem Motorkühlmittel-Zufuhrkanal40 und dem Motorkühlmittel-Rückführkanal46 in Fluidverbindung stehen. Das Zwischenkühlungssystem52 ist ausgelegt, das Motorkühlmittel zu kühlen, welches dem zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 zugeführt wird, um die zusätzliche Kühlung des Fahrgastraums12 zu ermöglichen. - In einer bestimmten Ausführungsform ist das Zwischenkühlungssystem
52 ein Chiller mit einem Einlass58 , welcher mit dem Kältemittel-Zufuhrkanal54 in Fluidverbindung steht, und mit einen Auslass60 , welcher mit dem Kältemittel-Rückführkanal56 in Fluidverbindung steht. Der Kältemittel-Zufuhrkanal54 und der Kältemittel-Rückführkanal56 können wiederum mit einem Klimatisierungs-/Kältesystem62 des Kraftfahrzeugs in Fluidverbindung stehen. Es können gegebenenfalls auch andere Arten von Kältesystemen62 zur Kühlung des Motorkühlmittels eingesetzt werden. - Wie in
2 weiterhin dargestellt, kann ein Regelventil64 bereitgestellt sein, welches mit dem Motorkühlmittel-Rückführkanal46 in Fluidverbindung steht. Das Regelventil64 ist ausgelegt, den Motorkühlmittelstrom von dem zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 selektiv entweder hin zu dem Zwischenkühlungssystem52 oder dem Motor42 des Kraftfahrzeugs zu steuern. Es soll erkannt werden, dass durch eine selektive Betätigung des Regelventils64 bestimmt werden kann, ob der zusätzliche Wärmeübertrager6 ,8 ,10 eine zusätzliche Erwärmung bereitstellt, zum Beispiel in dem Fall, wenn das Regelventil64 geschlossen ist, oder eine zusätzliche Kühlung bereitstellt, zum Beispiel in dem Fall, wenn das Regelventil64 geöffnet ist. Es ist ferner beabsichtigt, dass das Regelventil64 teilweise geöffnet sein kann, um eine Feinregelung der Temperatur des Kühlmittels zu ermöglichen, welches von dem Motor42 dem zumindest einen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 zugeführt wird. - Das HVAC-System
2 kann ferner ein Kältemittel-Regelventil66 umfassen. Das Kältemittel-Regelventil66 steht mit dem Kältemittel-Zufuhrkanal54 in Fluidverbindung. Das Kältemittel-Regelventil66 ist ausgelegt, den Kältemittelstrom von dem Klimatisierungs-/Kältesystem62 an den Chiller52 zu steuern. Wie in dem Fall des Regelventils64 soll auch hier erkannt werden, dass eine Betätigung des Kältemittel-Regelventils66 eine Feinsteuerung der Temperatur des Kühlmittels ermöglichen kann, welches von dem Motor42 dem zumindest einen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 zugeführt wird. - Unter Bezugnahme auf
3 , in welcher der zumindest eine Wärmeübertrager6 ,8 ,10 mit dem Klimatisierungs-/Kältesystem62 in direkter Verbindung steht und lediglich zur zusätzlichen Kühlung eingesetzt werden kann, steht der Einlass38 des zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertragers6 ,8 ,10 mit dem Kältemittel-Zufuhrkanal54 in Fluidverbindung. Kältemittel von dem Klimatisierungs-/Kältesystem62 des Kraftfahrzeugs kann direkt zu dem zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 durch den Kältemittel-Zufuhrkanal54 strömen, um die zusätzliche Kühlung des Fahrgastraums12 zu ermöglichen. Der Auslass44 des zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertragers6 ,8 ,10 kann ebenfalls mit dem Kältemittel-Rückführkanal56 in Fluidverbindung stehen, durch welchen das Kältemittel zu dem Klimatisierungs-/Kältesystem62 des Kraftfahrzeugs zurückgeführt wird, nachdem das Kältemittel durch den zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 geströmt ist. - Ein Kältemittel-Regelventil
68 kann vorgesehen sein, welches mit dem Kältemittel-Rückführkanal56 in Fluidverbindung steht und ausgelegt ist, die Kältemittelströmung von dem zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 zu dem Klimatisierungs-/Kältesystem62 des Kraftfahrzeugs zu steuern. Weitere Mittel zur Steuerung des Kältemittelstroms hin zu bzw. weg von dem zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 können ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. - In weiteren Ausführungsformen soll erkannt werden, dass in dem HVAC-System
2 für den zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 auch zumindest entweder einen Heizer mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) oder ein thermoelektrisches Gerät (TED) eingesetzt werden kann. Als weiteres Beispiel kann ein PTC-Heizer oder ein TED-Heizer in Kanälen des HVAC-Systems2 platziert und eingesetzt werden, um gegebenenfalls den zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 zu unterstützen, welcher mit externen Quellen des Kraftfahrzeugs in Verbindung steht. Es kann ebenfalls eine Sekundärschleife vorgesehen sein, welche das gekühlte Kühlmittel zu dem zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 führt, wo ein TED-Heizer eingesetzt wird (über einen Kältemittel-Chiller), oder welche erwärmtes Kühlmittel zu dem zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager6 ,8 ,10 führt. - Das HVAC-System
2 kann ferner zumindest eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) umfassen, welche eine selektive Betätigung des zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertragers6 ,8 ,10 in dem Fahrgastraum12 des Kraftfahrzeugs ermöglicht, beispielsweise durch Betätigung eines oder mehrerer Ventile, welche mit einer Leitung des Wärmeübertragerfluids zu dem zumindest einen zusätzlichen Wärmeübertrager verbunden sind. Das HVAC-System2 kann ebenfalls Sensoren (nicht dargestellt) umfassen, beispielsweise Temperatursensoren, Drucksensoren und dergleichen, welche mit der zumindest einen Steuereinrichtung in Verbindung stehen. Die selektive Betätigung durch die zumindest eine Steuereinrichtung kann in Antwort auf Signale von Sensoren oder in Antwort auf eine manuelle Auswahl der zusätzlichen Erwärmung und Kühlung durch einen Insassen des Kraftfahrzeugs gegebenenfalls automatisiert sein. - Vorteilhafterweise erwärmt und kühlt das HVAC-System
2 der vorliegenden Erfindung den Fahrgastraum12 des Kraftfahrzeugs in effizienter Weise, indem eine zusätzliche Erwärmung und Kühlung nur in den Bereichen des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird, in denen sich Fahrzeuginsassen befinden. Dementsprechend ist das HVAC-System2 der vorliegenden Erfindung effizient und ermöglicht weitaus größere Energieeinsparungen im Vergleich zu bisher im Stand der Technik bekannten HVAC-Systemen. - Obwohl bestimmte charakteristische Ausführungsformen und Merkmale zum Zwecke der Darstellung der Erfindung gezeigt wurden, soll vom Fachmann erkannt werden, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, welcher durch die nachfolgenden Ansprüche weiter definiert ist.
- Bezugszeichenliste
-
- 2
- HVAC-System
- 4
- HVAC-Primäreinheit
- 6, 8, 10
- zusätzlicher Wärmeübertrager
- 12
- Fahrgastraum
- 14
- Kraftfahrzeug
- 16
- Boden
- 18
- Vordersitz
- 20
- Bodenentlüftungskanal
- 22
- Bodenkanal
- 24
- Dach
- 26, 30
- Deckenentlüftungskanal
- 28, 34
- Deckenkanal
- 32
- Rücksitz
- 36
- Zusatzlüfter
- 38
- Einlass des zusätzlichen Wärmeübertragers
- 40
- Motorkühlmittel-Zufuhrkanal
- 42
- Motor
- 43, 48
- Motorkühlmittel-Regelventil
- 44
- Auslass des zusätzlichen Wärmeübertragers
- 46
- Motorkühlmittel-Rückführkanal
- 50
- Pumpe
- 52
- Zwischenkühlungssystem, Chiller
- 54
- Kältemittel-Zufuhrkanal
- 56
- Kältemittel-Rückführkanal
- 58
- Einlass des Zwischenkühlunssystems
- 60
- Auslass des Zwischenkühlungssystems
- 62
- Klimatisierungs-/Kältesystem
- 64
- Regelventil
- 66, 68,
- Kältemittel-Regelventil
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- 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.
- Zitierte Patentliteratur
-
- US 7735330 [0004]
Claims (20)
- HVAC-System (
2 ), umfassend: eine HVAC-Primäreinheit (4 ), welche in einem Fahrgastraumbereich von einem Kraftfahrzeug (14 ) angeordnet und ausgelegt ist, einen Fahrgastraum (12 ) zumindest entweder zu erwärmen oder zu kühlen; und einen zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ), welcher von der HVAC-Primäreinheit (4 ) beabstandet und ebenfalls in dem Fahrgastraumbereich des Kraftfahrzeugs (14 ) angeordnet ist, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) ausgelegt ist, zumindest entweder die Erwärmung oder die Kühlung des Fahrgastraums (12 ) durch die HVAC-Primäreinheit (4 ) zu unterstützen. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 1, wobei die HVAC-Primäreinheit (4 ) längs entlang eines Bodens (16 ) des Fahrgastraums (12 ) zwischen einem Paar Vordersitzen (18 ) positioniert ist. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 2, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) an einem Dach (22 ) des Fahrgastraums (12 ) positioniert ist. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 2, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) in einer A-Säule des Fahrgastraums (12 ) positioniert ist. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 2, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) in einer B-Säule des Fahrgastraums (12 ) positioniert ist. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 1, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) einen Einlass (38 ) aufweist, welcher mit einem Motorkühlmittel-Zufuhrkanal (40 ) in Fluidverbindung steht, durch den erwärmtes Kühlmittel von einem Motor (42 ) des Kraftfahrzeugs (14 ) strömt, um die zusätzliche Erwärmung des Fahrgastraums (12 ) zu ermöglichen. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Motorkühlmittel-Regelventil (43 ,48 ), welches mit dem Motorkühlmittel-Zufuhrkanal (40 ) in Fluidverbindung steht, und das Motorkühlmittel-Regelventil (43 ,48 ) ausgelegt ist, den erwärmten Kühlmittelstrom von dem Motor (42 ) zu dem zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) zu steuern. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 6, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) einen Ausgang (44 ) aufweist, welcher mit einem Motorkühlmittel-Rückführkanal (46 ) in Fluidverbindung steht, um das Motorkühlmittel zu dem Motor (42 ) zurückzuführen, nachdem das Motorkühlmittel durch den zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) geströmt ist. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Motorkühlmittel-Regelventil (43 ,48 ), welches mit dem Motorkühlmittel-Rückführkanal (46 ) in Fluidverbindung steht, und das Motorkühlmittel-Regelventil (43 ,48 ) ausgelegt ist, den Kühlmittelstrom von dem zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) zu dem Motor (42 ) zu steuern. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Pumpe (50 ), welche mit dem Motorkühlmittel-Rückführkanal (46 ) in Fluidverbindung steht, um die Rückführung des Motorkühlmittels zu dem Motor (42 ) zu ermöglichen. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Zwischenkühlungssystem (52 ), welches mit einem Kältemittel-Zufuhrkanal (40 ), einem Kältemittel-Rückführkanal (46 ) und sowohl mit dem Motorkühlmittel-Zufuhrkanal (40 ) als auch mit dem Motorkühlmittel-Rückführkanal (46 ) in Fluidverbindung steht, und das Zwischenkühlungssystem (52 ) ausgelegt ist, das Motorkühlmittel zu kühlen, welches dem zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) zugeführt wird, um die zusätzliche Kühlung des Fahrgastraums (12 ) zu ermöglichen. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Regelventil (64 ), welches mit dem Motorkühlmittel-Rückführkanal (46 ) in Fluidverbindung steht, und das Regelventil (64 ) ausgelegt ist, den Motorkühlmittelstrom von dem zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) entweder hin zu dem Zwischenkühlungssystem (52 ) oder dem Motor (42 ) des Kraftfahrzeugs (14 ) selektiv zu steuern. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 11, wobei das Zwischenkühlungssystem (52 ) ein Chiller ist, welcher einen Einlass (58 ) aufweist, der mit dem Kältemittel-Zufuhrkanal (40 ) in Fluidverbindung steht, und welcher einen Auslass (60 ) aufweist, der mit dem Kältemittel-Rückführkanal (46 ) in Fluidverbindung steht. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 13, wobei der Kältemittel-Zufuhrkanal (40 ) und der Kältemittel-Rückführkanal (46 ) mit einem Klimatisierungs-/Kältesystem (62 ) des Kraftfahrzeugs (14 ) in Fluidverbindung stehen. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 14, ferner umfassend ein Kältemittel-Regelventil (66 ,68 ), welches mit dem Kältemittel-Zufuhrkanal (40 ) in Fluidverbindung steht, wobei das Kältemittel-Regelventil (66 ,68 ) ausgelegt ist, den Kältemittelstrom von dem Klimatisierungs-/Kältesystem hin zu dem Chiller (52 ) zu steuern. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 1, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) einen Einlass (38 ) aufweist, welcher mit einem Kältemittel-Zufuhrkanal (40 ) in Fluidverbindung steht, durch den Kältemittel von einem Klimatisierungs-/Kältesystem des Kraftfahrzeugs (14 ) strömt, um die zusätzliche Kühlung des Fahrgastraums (12 ) zu ermöglichen. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 1, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) entweder ein PTC-Heizer (PTC = Positive Temperature Coefficient) oder eine thermoelektrische Vorrichtung (TED = Thermal Electric Device) ist. - HVAC-System (
2 ) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Zusatzlüfter (36 ) und einen Kanal, welcher zwischen dem Fahrgastraum (12 ) und dem zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) eine Verbindung bereitstellt. - HVAC-System (
2 ), umfassend: eine HVAC-Primäreinheit (4 ), welche in einem Fahrgastraumbereich von einem Kraftfahrzeug (14 ) angeordnet und ausgelegt ist, einen Fahrgastraum (12 ) zumindest entweder zu erwärmen oder zu kühlen; und einen zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ), welcher von der HVAC-Primäreinheit (4 ) beabstandet und ebenfalls in dem Fahrgastraumbereich des Kraftfahrzeugs (14 ) angeordnet ist, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) ausgelegt ist, zumindest entweder die Erwärmung oder die Kühlung des Fahrgastraums (12 ) durch die HVAC-Primäreinheit (4 ) zu unterstützen, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) entweder in einer A-Säule oder einer B-Säule des Fahrgastraums (12 ) positioniert ist, und einen Einlass (38 ) aufweist, welcher mit einem Motorkühlmittel-Zufuhrkanal (40 ) in Fluidverbindung steht, durch welchen erwärmtes Kühlmittel von einem Motor (42 ) des Kraftfahrzeugs (14 ) strömt, um die zusätzliche Erwärmung des Fahrgastraums (12 ) zu ermöglichen. - HVAC-System (
2 ), umfassend: eine HVAC-Primäreinheit (4 ), welche in einem Fahrgastraumbereich von einem Kraftfahrzeug (14 ) angeordnet und ausgelegt ist, einen Fahrgastraum (12 ) zumindest entweder zu erwärmen oder zu kühlen; und einen zusätzlichen Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ), welcher von der HVAC-Primäreinheit (4 ) beabstandet und ebenfalls in dem Fahrgastraumbereich des Kraftfahrzeugs (14 ) angeordnet ist, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) ausgelegt ist, zumindest entweder die Erwärmung oder die Kühlung des Fahrgastraums (12 ) durch die HVAC-Primäreinheit (4 ) zu unterstützen, wobei der zusätzliche Wärmeübertrager (6 ,8 ,10 ) entweder in einer A-Säule oder einer B-Säule des Fahrgastraums (12 ) positioniert ist, und einen Einlass (38 ) aufweist, welcher mit einem Kältemittel-Zufuhrkanal (54 ) in Fluidverbindung steht, durch welchen Kältemittel von einem Klimatisierungs-/Kältesystem (64 ) des Kraftfahrzeugs (14 ) strömt, um die zusätzliche Kühlung des Fahrgastraums (12 ) zu ermöglichen.
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