DE102015200942A1

DE102015200942A1 - Klimaanlage mit einem Luftleitelement

Info

Publication number: DE102015200942A1
Application number: DE102015200942.4A
Authority: DE
Inventors: Norman Schaake; Stefan Weichenthal
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-07-21
Also published as: CN105799451A; US20160207373A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem Luftleitelement, wobei das Luftleitelement für Luft teilweise permeabel ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem Luftleitelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Innerhalb einer Klimaanlage mit einem Gehäuse und darin angeordneten Wärmeübertragern haben sogenannte Luftleitelemente neben ihrer Hauptfunktion der Luftführung auch die Funktion der Luftmischung zur Erzielung einer einheitlichen Temperaturverteilung der durchströmenden Luft. Durch die Verwendung von Luftleitelementen wird die gezielte Entwicklung von für die thermodynamische Funktion der Fahrzeugklimaanlage erforderlichen Regelkurven ermöglicht. Solche Luftleitelemente sind aus der DE 10 2013 014 766 A1 , aus der DE 10 2006 050 181 A1 und aus der DE 10 2010 027 272 A1 bekannt geworden.
Bei der Entwicklung von Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge ist jedoch neben dem Aspekt der thermodynamischen Funktion auch der Aspekt der Akustik zu berücksichtigen, um eine hohe Zufriedenheit der Fahrgäste zu gewährleisten. Bisher war es jedoch nicht möglich, eine optimale thermodynamische Funktion der Klimaanlage mit optimalen akustischen Werten, also einer möglichst leisen Klimaanlage, zu vereinbaren, denn einige Elemente zur Optimierung der Regelkurven verschlechtern die Akustik der Klimaanlage erheblich, da ihre Wirkung auf Querschnittsverblockung, Strömungsablösung und Turbulenzerzeugung beruht. Insbesondere verblockende Elemente können die Akustik der Klimaanlage unter Umständen so stark beeinflussen, dass sie am Luftleitteil letztlich nicht umgesetzt werden können, da die akustischen Zielvorgaben nicht erreicht werden können. Bedingt durch ihre Position innerhalb des Gehäuses der Klimaanlage im direkten Luftweg zu den Luftaustritten haben diese Luftleitelemente einen großen Einfluss auf die Akustik. Solche Luftleitelemente sind also zwar für die Regelkurvenentwicklung und die thermodynamische Funktion des Klimageräts notwendig, haben aber durch die von ihnen bewirkten Querschnittsversperrungen, Strömungsablösungen und Turbulenzerzeugungen akustisch eher negative Auswirkungen. Daher waren bisher Kompromisse zwischen optimaler thermodynamischer Funktion und optimaler Akustik bei der Entwicklung von Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen notwendig.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einerseits eine möglichst einwandfreie thermodynamische Funktion der Klimaanlage zu gewährleisten und andererseits aber die akustischen Nachteile der Klimaanlage zu minimieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Klimaanlage mit einem Luftleitelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einem Gehäuse mit darin angeordneten Wärmeübertragern und Luftkanälen, wobei in dem Gehäuse ein Luftleitelement angeordnet ist, wobei das Luftleitelement für Luft teilweise permeabel ausgebildet ist. Dadurch kann bei einer thermodynamisch notwendigen partiellen Verblockung einer Luftströmungsrichtung eine Durchströmung des Luftleitelements zugelassen werden, um Erhöhungen der Strömungsgeschwindigkeit und Ablösungserscheinungen und die damit verbundenen akustischen Nachteile gering zu halten.
Vorzugsweise weist dazu die flächige Grundstruktur des Luftleitelements zumindest eine Öffnung oder eine Mehrzahl von Öffnungen auf. Diese können beispielsweise in ein Luftleitelement eingebracht sein, das als Blechteil oder als ein Kunststoffpaneel ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Luftleitelement ein Lochmuster auf. Die Öffnungen sind in dem Lochmuster derart ausgebildet und angeordnet, dass die luftführende und thermodynamische Wirkung des Luftleitelements bei für Klimaanlagen üblichen Anströmgeschwindigkeiten erhalten bleibt, aber gleichzeitig gerade so viel Luft hindurch strömen kann, dass die Akustik des Klimageräts nicht negativ beeinflusst wird. Dabei kann die Luftströmung mit nur lokaler Turbulenzerzeugung und mit relativ geringen Ablösungserscheinungen ausgebildet sein.
Gegenüber einem für Luft impermeablen Luftleitelement zeigen sich in den Akustikmessungen Vorteile von über 1 dB(A) durch die erfindungsgemäßen Luftleitelemente. Die erfindungsgemäßen Luftleitelemente liegen somit nahezu auf dem Niveau der Messungen völlig ohne Luftleitelemente. Abhängig von der Anströmgeschwindigkeit sowie der Anströmrichtung und dem damit verbundenen Druckabfall am entsprechenden Lochmuster können durchlässige Luftleitelemente mit nicht-linearer Kennlinie ausgelegt werden.
Die Form der Löcher kann dabei rund und/oder eckig, vorzugsweise rechteckig oder quadratisch sein. Die Verteilung der Öffnungen kann regelmäßig sein, also einem symmetrischen Muster folgen. In bestimmten Anwendungsfällen kann aber auch eine unregelmäßige Verteilung der Öffnungen von Vorteil sein. Auch das Verhältnis von Stegbreite zu Öffnungsfläche beim erfindungsgemäßen Luftleitelement ist spezifisch einstellbar.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Luftleitelement ein Öffnungsverhältnis auf, welches sich aus dem Quotienten aus der Flächensumme der infolge der Öffnungen offenen Flächen und der Gesamtfläche des Luftleitteils berechnet, wobei dieses Öffnungsverhältnis zwischen 0,3 und 0,8 liegt. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, da aus akustischer Sicht ein Öffnungsverhältnis von größer oder gleich 0,3 empfehlenswert ist, um eine nahezu geräuschneutrale Wirkung zu erreichen. Aus thermodynamischer Sicht ist ein Öffnungsverhältnis von kleiner oder gleich 0,8 für die Sicherstellung der thermodynamischen Funktion empfehlenswert.
Während der Entwicklung von Luftleitelementen können auch andere für die Luftführung notwendige Bauteile innerhalb einer Fahrzeugklimaanlage konstruktiv mit entsprechenden Lochmustern versehen werden.
Vorteilhaft kann auch das Einbringen anderer, teilweise luftdurchlässiger Materialien an entsprechenden Stellen innerhalb des Gehäuses oder eines Luftkanals einer Klimaanlage sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figur der Zeichnung
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 zwei in ein Gehäuse einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs eingebaute erfindungsgemäße Luftleitelemente.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt zwei in ein Gehäuse 2 eine Klimaanlage 3 eines Kraftfahrzeugs eingebaute erfindungsgemäße Luftleitelemente 1, welche teilweise permeabel für Luft sind. Die teilweise Permeabilität für Luft wird durch ein Lochmuster von Öffnungen 4 realisiert, welches in dem Luftleitelement 1 eingebracht ist. Dabei kann das Luftleitelement 1 vorzugsweise als Element aus einem Metallblech oder als ein Kunststoffpaneel ausgebildet sein. Die Öffnungen 4 können beispielsweise durch Ausstanzen hergestellt werden sollten aber bevorzugt im Spritzgussprozess eingearbeitet werden. Die Öffnungen des Lochmusters in 1 weisen eine runde Form auf. Alternativ können die Öffnungen 4 des Lochmusters auch in einer eckigen, insbesondere rechteckigen oder quadratischen, Anordnung angeordnet sein. Die Öffnungen 4 selbst können ebenfalls rund oder eckig oder anderweitig ausgebildet sein.
Die Form der Öffnungen 4, die Lochverteilung sowie das Verhältnis von Stegbreite zu Lochfläche, also das Öffnungsverhältnis des Luftleitelements 1, sind einstellbare Parameter des Luftleitelements 1. Das Öffnungsverhältnis des Luftleitelements 1, also offene Fläche durch Öffnungen 4 des Luftleitelements 1 geteilt durch die Gesamtfläche des Luftleitelements 1 liegt zwischen 0 und 1. Aus akustischer Sicht ist ein Öffnungsverhältnis von größer oder gleich 0,3 empfehlenswert, um eine nahezu geräuschneutrale Wirkung zu erreichen. Aus thermodynamischer Sicht ist ein Öffnungsverhältnis von kleiner oder gleich 0,8 für die Sicherstellung der thermodynamischen Funktion empfehlenswert.
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 102013014766 A1 [0002]
DE 102006050181 A1 [0002]
DE 102010027272 A1 [0002]

Claims

Klimaanlage (3) mit einem Gehäuse (2) mit darin optional angeordneten Wärmeübertragern und Luftkanälen, wobei in dem Gehäuse (2) ein Luftleitelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (1) für Luft teilweise permeabel ausgebildet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (1) eine flächige Grundstruktur aufweist.
Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (1) zumindest eine Öffnung (4) oder eine Mehrzahl von Öffnungen (4) aufweist.
Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Öffnungen (4) in einem Lochmuster in dem Luftleitelement angeordnet ist.
Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (4) des Lochmusters in einer runden und/oder eckigen, insbesondere rechteckigen oder quadratischen Anordnung angeordnet sind.
Klimaanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (1) ein Öffnungsverhältnis aufweist, welches sich aus dem Quotienten aus der Flächensumme der infolge der Öffnungen (4) offenen Flächen und der Gesamtfläche des Luftleitteils (1) berechnet, wobei das Öffnungsverhältnis im Wesentlichen im Bereich von 0,3 bis 0,8 liegt.