-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verdampfer und einem stromab dazu in einem Warmluftkanal angeordneten Heizwärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einem derartigen Klimatisierungssystem ausgestattetes Kraftfahrzeug.
-
Aus der
DE 10 2005 022 368 A1 ist ein gattungsgemäßes Klimatisierungssystem mit einem Gehäuse, einem in einem Warmluftkanal angeordneten Heizwärmetauscher mit einer Anströmseite und einer Abströmseite, einem Luftstromsteuermittel und zumindest einem Wärmeabschirmelement bekannt, wobei dieses Wärmeabschirmelement zumindest bereichsweise beabstandet von der Anströmseite bzw. der Abströmseite des Heizwärmetauschers angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere eine ständige Wärmebelastung zumindest reduziert werden.
-
Aus der
DE 102 02 969 A1 ist eine Klimagerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem Luftführungsgehäuse und einem darin angeordneten Kühlwärmetauscher eines Kältemittelkreises zur Abkühlung von Luft, einem Heizkörper zur Erwärmung der Luft und Stromsteuerungsmitteln. Um das Klimagerät insgesamt kostengünstiger herstellen zu können und zugleich die Wiedererwärmung von abgekühlter Luft möglichst wirksam verhindern zu können, ist an einer Luftanströmseite des Heizkörpers ein Wärmeabschirmelement angeordnet.
-
Aus der
DE 10 2008 033 882 A1 ist eine Klappe bekannt, aufweisend eine Schwenkachse und mindestens eine Klappenfläche, die sich von der Schwenkachse aus erstreckt und zwei einander gegenüberliegende Flächen hat. Die Klappe weist ferner mindestens einen, insbesondere bevorzugt jedoch eine Mehrzahl von Durchbrüchen auf, welche Verbindungswege zwischen den beiden Klappenflächen bilden.
-
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Klimatisierungssystem der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine unerwünschte Erwärmung eines Kaltluftstroms zumindest reduziert und darüber hinaus kompakt baut.
-
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenständer der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Vermeidung eines wärmeübertragenden Kontakts eines Kaltluftstroms mit einem Heizwärmetauscher in einem Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs eine nur in eine Richtung luftdurchlässige Membran vorzusehen, die abströmseitig des Heizwärmetauschers angeordnet ist und diesen von einem mit einem Kaltluftkanal kommunizierend verbundenen Mischraum trennt, so dass bei einem ausschließlich durch den Kaltluftkanal strömenden Kaltluftstrom dieser nicht unbeabsichtigt mit dem heißen Heizwärmetauscher in Kontakt tritt und dadurch der Kaltluftstrom in unerwünschter Weise erwärmt wird. Das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist, weist dabei einen Verdampfer und den stromab dazu in einem Warmluftkanal angeordneten Heizwärmetauscher auf, wobei der Heizwärmetauscher eine Anströmseite sowie eine Abströmseite besitzt. Zusätzlich vorgesehen ist eine Luftleiteinrichtung, mittels welcher ein Luftstrom dem Heizwärmetauscher zuleitbar und/oder an diesem vorbei durch den Kaltluftkanal leitbar ist. Erfindungsgemäß ist nun an der Abströmseite des Heizwärmetauschers bzw. stromab zu diesem die in nur eine Richtung luftdurchlässige Membran angeordnet, wobei zugleich die Luftleiteinrichtung zumindest ein auf der Anströmseite des Heizwärmetauschers bzw. stromauf desselben angeordnetes Luftleitelement und zumindest ein am Eingang des Kaltluftkanals angeordnetes Luftleitelement aufweist, wodurch eine beliebige Aufteilung des vom Verdampfer kommenden (Kalt-)Luftstroms auf den Warmluftkanal und den Kaltluftkanal ermöglicht wird und wobei bei geschlossenem Warmluftkanal aufgrund der Membran ein Wärmeaustausch der durch den Kaltluftkanal strömenden Kaltluft mit der Abströmseite des Heizwärmetauschers zumindest reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich unterbunden wird. Der Kaltluftkanal und der Warmluftkanal verlaufen dabei vorzugsweise parallel und münden in einen stromab des Kaltluftkanals und stromab des Heizwärmetauschers bzw. des Warmluftkanals angeordneten Mischraum der unmittelbar mit einem Luftaustritt, beispielsweise in einen Innenraum des Kraftfahrzeugs, verbunden ist. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene und in nur eine einzige Richtung luftdurchlässige Membran kann jedoch nicht nur ein unerwünschter Wärmeübertrag vom Heizwärmetauscher auf den durch den Kaltluftkanal strömenden Kaltluftstrom unterbunden werden, sondern es kann eine derartige Trennung zwischen dem Warmluftkanal bzw. dem Heizwärmetauscher und dem Mischraum auch äußerst bauraumoptimiert durchgeführt werden, da die erfindungsgemäße Membran nahezu zweidimensional an der Abströmseite des Heizwärmetauschers angeordnet werden kann. Dabei ist denkbar, dass die Membran direkt an der Abströmseite des Heizwärmetauschers angeordnet ist oder zumindest geringfügig beabstandet zu dieser, das heißt stromab des Heizwärmetauschers am Ende bzw. am Übergang des Warmluftkanals zum Mischraum.
-
Zweckmäßig ist zumindest ein Luftleitelement als Klappe ausgebildet. Derartige Klappen lassen sich vergleichsweise einfach und widerstandsarm verstellen, was insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten von großem Vorteil ist. Darüber hinaus sind derartige als Klappen ausgebildete Luftleitelemente nicht nur kostengünstig, sondern zudem auch fertigungstechnisch einfach herstellbar und konstruktiv einfach aufgebaut.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Membran als textile Membran, insbesondere als Stoffmembran ausgebildet. Eine derartige Stoffmembran bzw. generell eine derartige Membran ist selbstverständlich für die durch den Heizwärmetauscher kommende heiße Luft ausgelegt und dadurch zumindest in deren Bereich temperaturbeständig. Selbstverständlich können anstelle der textilen Membran auch andere Werkstoffe, beispielsweise metallische Gewebe oder Gewebe aus Kunststoff, ähnlich einer Goretex-Membran eingesetzt werden, wobei ausschließlich wichtig ist, dass diese nur in eine Richtung strömungsdurchlässig ist, in die andere Richtung jedoch strömungsdicht.
-
Zweckmäßig grenzt die Membran den Warmluftkanal, das heißt den Warmluftkanal, zu einem Mischraum hin ab, das heißt diese ist zwischen dem Heizwärmetauscher und dem Mischraum angeordnet. Dabei ist es unerheblich, ob der Heizwärmetauscher direkt mit der Membran in Kontakt steht oder aber beabstandet zu dieser stromauf im Warmluftkanal, das heißt im Warmluftkanal, angeordnet ist. Eine direkte Anordnung der Membran auf der Abströmseite des Heizwärmetauschers bietet den großen Vorteil einer besonders kompakten Bauweise.
-
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit einem in den vorherigen Absätzen beschriebenen Klimatisierungssystem auszustatten, was den großen Vorteil bietet, dass eine vergleichsweise schnelle Kühlung des Fahrzeuginnenraums nach vorherigem Heizvorgang möglich ist, da der Kaltluftstrom aufgrund der erfindungsgemäß angeordneten und ausgebildeten Membran nun nicht mehr in unerwünschter Weise durch den Heizwärmetauscher erwärmt wird. Aufgrund der nahezu ausschließlich zweidimensionalen Struktur der Membran ist darüber hinaus eine besonders kompakte Bauweise des Klimatisierungssystems möglich, was insbesondere aufgrund von stets beengten Bauraumverhältnissen in Kraftfahrzeugen von Vorteil ist.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
-
Dabei zeigen, jeweils schematisch
-
1 ein erfindungsgemäßes Klimatisierungssystem in einer Schnittdarstellung bei gleichzeitig geschlossenem Warmluftkanal,
-
2 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit leicht modifizierter Anordnung einer Membran bzw. einem Heizwärmetauscher in einem Warmluftkanal.
-
Entsprechend den 1 und 2, weist ein erfindungsgemäßes Klimatisierungssystem 1, welches insbesondere in einem Kraftfahrzeug 2 angeordnet sein kann, einen Verdampfer 3 sowie einen stromab dazu in einem Warmluftkanal 4 angeordneten Heizwärmetauscher 5 auf. Der Heizwärmetauscher 5 besitzt eine Anströmseite 6 sowie eine Abströmseite 7. Ebenfalls vorgesehen ist eine Luftleiteinrichtung 8, mittels welcher ein Luftstrom dem Heizwärmetauscher 5 zuleitbar und/oder an diesem vorbei durch einen Kaltluftkanal 9 leitbar ist. Bei den gemäß den 1 und 2 gezeigten Klimatisierungssystemen 1 verläuft dabei der Warmluftkanal 4 parallel zum Kaltluftkanal 9. Ebenfalls weist die Luftleiteinrichtung 8 zumindest ein auf der Anströmseite 6 des Heizwärmetauschers 5 angeordnetes Luftleitelement 11 und zumindest ein am Eingang des Kaltluftkanals 9 angeordnetes Luftleitelement 11' auf. Erfindungsgemäß ist nun stromab des Heizwärmetauschers 5, insbesondere an dessen Abströmseite 7, eine in nur eine Richtung luftdurchlässige Membran 10 angeordnet. Durch die Luftleitelemente 11, 11' ist eine beliebige Aufteilung des vom Verdampfer 3 kommenden Luftstroms auf den Warmluftkanal 4 und den Kaltluftkanal 9 möglich, wobei bei geschlossenem Warmluftkanal 4, wie dies gemäß den 1 und 2 dargestellt ist, aufgrund der Membran 10 ein Wärmeaustausch der durch den Kaltluftkanal 9 strömenden Luft mit dem Heizwärmetauscher 5 zumindest reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich unterbunden wird. Stromab des Kaltluftkanals 9 bzw. des Warmluftkanals 4 ist dabei ein Mischraum 12 angeordnet, welcher durch die Membran 10 vom Heizwärmetauscher 5 bzw. von dessen Abströmseite 7 getrennt ist.
-
Der Unterschied zwischen dem Klimatisierungssystem 1 gemäß der 1 und der 2 ist, dass bei der 2 zwischen der Abströmseite 7 und der Membran 10 noch ein gewisser Abstand herrscht, wogegen die Membran 10 gemäß der 1 direkt an bzw. auf der Abströmseite 7, das heißt direkt am Heizwärmetauscher 5 angeordnet ist.
-
Zumindest eines der Luftleitelemente 11, 11' wird dabei vorzugsweise als Klappe ausgebildet, wodurch eine nicht nur kostengünstige Ausbildung der Luftleitelemente 11, 11' gegeben ist, sondern zudem auch eine fertigungstechnisch einfache und konstruktiv einfache Ausbildung derselben möglich ist. Als Klappen ausgebildete Luftleitelemente 11 ermöglichen auch ein vergleichsweise widerstandsarmes Verstellen derselben im Betrieb des Klimatisierungssystems 1. Betrachtet man die Klimatisierungssysteme 1 gemäß den 1 und 2, so kann man erkennen, dass an der Anströmseite 6 des Heizwärmetauschers 5 bzw. am Eingang des Warmluftkanals 4 zwei als Klappen ausgebildete Luftleitelemente 11 angeordnet sind, die im gezeigten Zustand den Warmluftkanal 4 bzw. den Warmluftkanal 4 komplett verschließen und dadurch eine Bypassströmung durch die beiden parallel dazu angeordneten Kaltluftkanäle 9 erzwingen.
-
Durch ein Öffnen der Luftleitelemente 11 und ein Schließen der Luftleitelemente 11' kann ein schneller Wechsel von Kaltluft auf Warmluft erreicht werden.
-
Generell kann die Membran 10 beispielsweise als textile Membran, insbesondere als Stoffmembran ausgebildet sein, was nicht nur eine nahezu zweidimensionale und dadurch bauraumoptimierte Ausbildung der Membran 10 ermöglicht, sondern zudem auch eine kostengünstige Herstellung derselben.
-
Generell kann mit der erfindungsgemäßen Membran 10, die in dem gezeichneten Fall lediglich von links nach rechts luftdurchlässig ist, nicht nur eine Bauraumoptimierung des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems 1 erreicht werden, sondern auch eine die Wärmeübertragung unterbindende Trennung des Heizwärmetauschers 5 vom im Kaltluftkanal 9 strömenden Kaltluftstrom, so dass insbesondere bei einem zuvor betriebenen Heizbetrieb mit aktiviertem Heizwärmetauscher 5, unmittelbar ein Kaltluftbetrieb möglich ist, da bei einem Schließen des Warmluftkanals 4 durch Schließen der Luftleitelemente 11 ein Wärmeübertrag vom Heizwärmetauscher 5 auf den durch den Kaltluftkanal 9 und den Mischraum 10 strömenden Kaltluftstrom vorzugsweise vollständig unterbunden wird. Hierdurch ist insbesondere ein sofortiges Umschalten eines Heizbetriebs auf einen Kühlbetrieb ohne eine unerwünschte Resterwärmung möglich. Selbstverständlich kann der gemäß den 1 und 2 dargestellte Verdampfer 3 auch als andere alternative Kühleinrichtung ausgebildet sein.
-
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
-
- DE 102005022368 A1 [0002]
- DE 10202969 A1 [0003]
- DE 102008033882 A1 [0004]
