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Die Erfindung betrifft eine Luftführungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Luftführungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen wie einen Personenkraftwagen, ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Die Luftführungseinrichtung weist wenigstens einen von Luft durchströmbaren Luftkanal auf, mittels welchem die Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeugs geführt wird. Die Luftführungseinrichtung ist beispielsweise Bestandteil einer Belüftungsanlage, mittels welcher der Innenraum mit Luft versorgt und dadurch belüftet werden kann.
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Aus der
EP 2 248 692 A2 ist bereits eine Luftführungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die wenigstens einen von Luft durchströmbaren Luftkanal zum Führen der Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeugs aufweist. Der Luftkanal umfasst in einem ersten Teilbereich eine Infrarotlampe, mit der die Luft erwärmt werden kann.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 198 08 571 A1 eine Heizeinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine Zusatzheizeinrichtung zu einer konventionellen Heiz- und/oder Klimaanlage, bestehend aus mindestens einem Infrarotstrahler, der im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs fest eingebaut ist. Dabei ist es vorgesehen, dass jeder Infrarotstrahler durch einen gezielten Luftstrom kühlbar ist.
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Ferner ist aus der
DE 10 2012 001 460 A1 eine Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Heizvorrichtung umfasst mindestens eine Infrarotstrahlungsquelle in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, wobei die Infrarotstrahlungsquelle während des Betriebs elektromagnetische Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich emittieren kann. Des Weiteren umfasst die Heizvorrichtung ein Gehäuse, innerhalb dessen oder an dem die mindestens eine Infrarotstrahlungsquelle angeordnet ist. Dabei ist es vorgesehen, dass das Gehäuse ein Luftausströmergehäuse ist, das im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und mit einer Belüftungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung des Kraftfahrzeugs in Strömungsverbindung steht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftführungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders energieeffiziente Erwärmung des Innenraums realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Luftführungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung betrifft eine Luftführungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen, mit wenigstens einem von Luft durchströmbaren Luftkanal zum Führen der Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeugs.
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Um nun eine besonders energiegünstige sowie effektive Erwärmung beziehungsweise Beheizung des Innenraums zu realisieren, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Luftkanal in einem ersten Teilbereich durch ein Infrarotheizelement, mittels welchem Infrarotstrahlung zum Erwärmen der Luft bereitstellbar ist, und in einem dem ersten Teilbereich gegenüberliegenden, zweiten Teilbereich durch ein Reflektionselement zum Reflektieren der Infrarotstrahlung begrenzt ist. Das Infrarotheizelement ist ein elektrisches beziehungsweise elektrisch betreibbares Heizelement, welchem elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom zugeführt wird, so dass das Infrarotheizelement mithilfe des elektrischen Stroms Infrarotstrahlung zum Erwärmen der den Luftkanal durchströmenden Luft bereitstellen kann. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den Luftkanal in dessen Umfangsrichtung nicht vollständig durch das Infrarotheizelement beziehungsweise durch Infrarotheizelemente zu begrenzen, sondern lediglich einen Teil in Form des ersten Teilbereichs durch das Infrarotheizelement zu begrenzen und auf der dem Infrarotheizelement gegenüberliegenden Seite den Luftkanal durch das Reflektionselement zu begrenzen.
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Dadurch kann der Bedarf an elektrischer Energie zum Beheizen des Luftkanals beziehungsweise der den Luftkanal durchströmenden Luft besonders gering gehalten werden. Gleichzeitig kann der Luftkanal beziehungsweise die den Luftkanal durchströmende Luft besonders effektiv erwärmt werden, da das Infrarotheizelement die Infrarotstrahlung bereitstellt und die Infrarotstrahlung auf der dem Infrarotheizelement gegenüberliegenden Seite durch das Reflektionselement reflektiert wird. Insgesamt lässt sich somit eine effektive und besonders energieeffiziente Beheizung des Luftkanals beziehungsweise der dem Innenraum zuzuführenden Luft realisieren, wobei auch Wärmeverluste besonders gering gehalten werden können. Da die mittels der Infrarotstrahlung erwärmte Luft über die Luftführungseinrichtung dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugeführt wird, kann der Innenraum mittels der die Luftführungseinrichtung durchströmenden, aus der Luftführungseinrichtung ausströmenden und in den Innenraum einströmenden Luft besonders effektiv und energiegünstig erwärmt werden, so dass sich im Innenraum besonders angenehme und komfortable Bedingungen mit einem nur geringen Energieaufwand realisieren lassen.
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Gegenüber Luftführungseinrichtungen, deren wenigstens einer Luftkanal in dessen Umfangsrichtung vollständig durch Infrarotheizelemente begrenzt ist, kann eine Stromeinsparung bei der erfindungsgemäßen Luftführungseinrichtung realisiert werden, da nur der erste Teilbereich des Luftkanals mittels Infrarotstrahlung beziehungsweise mithilfe von elektrischer Energie beheizt wird. Da jedoch eine Reflektion der Infrarotstrahlung und somit eine Wärmereflektion durch das Reflektionselement erfolgen, kann der Luftkanal beziehungsweise die den Luftkanal durchströmende Luft besonders schnell und mit nur geringen Wärmeverlusten erwärmt werden, so dass beispielsweise bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeugs die den Luftkanal durchströmende Luft und somit der Innenraum des Kraftfahrzeugs besonders schnell erwärmt werden können.
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Dabei ist das Infrarotheizelement als Infrarotheizmatte ausgebildet. Eine solche Infrarotheizmatte umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Infrarotstrahlern, mittels welchen Infrarotstrahlung zum Beheizen des Luftkanals beziehungsweise der den Luftkanal durchströmenden Luft ausgestrahlt werden kann. Die Infrarotheizmatte an sich ist beispielsweise formlabil beziehungsweise biegeschlaff und kann dabei an einem eigensteifen Träger angeordnet sein, mittels welchem die Infrarotheizmatte in Form gehalten wird. Durch den Einsatz einer solchen Infrarotheizmatte kann eine besonders großflächige und somit schnelle sowie effiziente Erwärmung des Luftkanals realisiert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in Einbaulage der Luftführungseinrichtung der zweite Teilbereich in Fahrzeughochrichtung über dem ersten Teilbereich angeordnet. Die Luftführungseinrichtung nimmt dabei ihre Einbaulage in fertig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ein. Durch diese Ausführungsform lässt sich eine besonders schnelle und energieeffiziente Erwärmung des Luftkanals und somit des Innenraums realisieren, wobei der Ausführungsform die Erkenntnis zugrunde liegt, dass erwärmte Luft aufsteigt. Dies bedeutet, dass sich beispielsweise zunächst im ersten unteren Teilbereich befindende Luft mittels der Infrarotstrahlung zumindest im Wesentlichen direkt erwärmt wird und dann aufsteigt, so dass sich dann im unteren, ersten Teilbereich zunächst noch kalte Luft befindet, welche dann mittels Infrarotstrahlung ebenfalls zumindest im Wesentlichen direkt erwärmt werden kann. Die bereits erwärmte, aufgestiegene und sich somit im oberen, zweiten Teilbereich befindende Luft kann mittels der Infrarotstrahlung, die mittels des Reflektionselements reflektiert wird, weiter erwärmt oder warmgehalten werden, so dass ein übermäßiges Abkühlen der Luft, bis diese den Innenraum erreicht beziehungsweise in den Innenraum einströmt, vermieden werden kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reflektionselement einen Grundkörper aufweist, welcher mit einer Reflektionsschicht zum Reflektieren der Infrarotstrahlung versehen ist. Dadurch kann Luft besonders effektiv und effizient erwärmt werden, wobei gleichzeitig die Kosten des Reflektionselements gering gehalten werden können.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Reflektionsschicht durch eine Reflektionsfolie gebildet ist, welche beispielsweise an dem Grundkörper angeordnet und mit dem Grundkörper verbunden ist.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Reflektionsschicht aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium, gebildet ist. Dadurch kann die Infrarotstrahlung besonders gut reflektiert werden, so dass die Luft besonders vorteilhaft erwärmt werden kann.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn ein Gebläse zum Fördern der Luft durch den Luftkanal vorgesehen ist. Dadurch kann dem Innenraum in kurzer Zeit eine hohe Menge an Luft zugeführt werden, so dass der Innenraum besonders schnell erwärmt werden kann.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung.
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Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Schnittansicht einer Luftführungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit wenigstens einem von Luft durchströmbaren Luftkanal zum Führen der Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeugs, wobei der Luftkanal in einem ersten Teilbereich durch ein Infrarotheizelement, mittels welchem Infrarotstrahlung zum Erwärmen der Luft bereitstellbar ist, und in einem dem ersten Teilbereich gegenüberliegenden, zweiten Teilbereich durch ein Reflektionselement zum Reflektieren der Infrarotstrahlung begrenzt ist.
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Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Luftführungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Luftführungseinrichtung 1 weist wenigstens einen Luftkanal 2 auf, welcher von Luft durchströmbar ist. Die den Luftkanal 2 durchströmende Luft ist in der Figur durch Pfeile 3 veranschaulicht. Der Luftkanal 2 mündet beispielsweise in den Innenraum des Kraftwagens, so dass die den Luftkanal 2 durchströmende Luft mittels des Luftkanals 2 beziehungsweise mittels der Luftführungseinrichtung 1 dem Innenraum zugeführt wird. Dies bedeutet, dass die den Luftkanal 2 durchströmende Luft aus dem Luftkanal 2 beziehungsweise der Luftführungseinrichtung 1 aus- und in den Innenraum einströmen kann. Hierzu umfasst die Luftführungseinrichtung 1 beispielsweise wenigstens einen in der Figur nicht dargestellten Luftausströmer, über welchen die Luft in den Innenraum einströmt. Ein solcher Luftausströmer wird üblicherweise auch als Luftdüse oder Lüftungsdüse bezeichnet, wobei der Luftausströmer beispielsweise an einer im Innenraum angeordneten Instrumententafel, in einem Fußraum, an einer Seitenverkleidung, insbesondere Türverkleidung, oder an einer anderen Stelle angeordnet ist.
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Um nun den Innenraum besonders effektiv und energiegünstig erwärmen zu können, ist der Luftkanal 2 in einem ersten Teilbereich 4 durch ein im Ganzen mit 5 bezeichnetes Infrarotheizelement begrenzt. Das Infrarotheizelement 5 umfasst einen Träger 6 sowie an dem Träger 6 angeordnete Infrarotstrahler 7. Aus der Figur ist erkennbar, dass das Infrarotheizelement 5 vorliegend eine Mehrzahl von Infrarotstrahlern 7 aufweist, welche an dem Träger 6 gehalten sind. Alternativ dazu ist es denkbar, dass das Infrarotheizelement 5 genau einen Infrarotstrahler aufweist. Die Infrarotstrahler 7 und somit das Infrarotheizelement 5 insgesamt sind dazu ausgebildet, Infrarotstrahlung bereitzustellen und diese Infrarotstrahlung in den Luftkanal 2 einzustrahlen. Dies bedeutet, dass mittels der Infrarotstrahler 7 Infrarotstrahlung bereitgestellt und dabei ausgestrahlt wird, wobei diese Infrarotstrahlung in den Luftkanal 2 ausgestrahlt wird. Die Infrarotstrahlung ist in der Figur durch Pfeile 8 veranschaulicht, wobei der Luftkanal 2 beziehungsweise die den Luftkanal 2 durchströmende Luft mittels der Infrarotstrahlung erwärmt wird. Da der erste Teilbereich 4 durch das Infrarotheizelement 5 begrenzt ist, wird der Luftkanal 2 beziehungsweise die den Luftkanal 2 durchströmende Luft in dem ersten Teilbereich 4 zumindest im Wesentlichen direkt durch die Infrarotstrahlung erwärmt.
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Darüber hinaus ist der Luftkanal 2 in einen dem ersten Teilbereich 4 gegenüberliegenden, zweiten Teilbereich 9 durch ein Reflektionselement 10 begrenzt, welches zum Reflektieren der durch das Infrarotheizelement ausgestrahlten Infrarotstrahlung ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird die mittels des Infrarotheizelements 5 beziehungsweise mittels der Infrarotstrahler 7 ausgestrahlte Infrarotstrahlung mittels des dem Infrarotheizelement 5 gegenüberliegenden Reflektionselements 10 reflektiert und insbesondere in Richtung des Infrarotheizelements 5 zurückreflektiert. Dadurch kann der Luftkanal 2 beziehungsweise die den Luftkanal 2 durchströmende Luft besonders effektiv erwärmt werden, wobei die Luft in dem zweiten Teilbereich 9 beispielsweise durch Infrarotstrahlung, die mittels des Reflektionselements 10 reflektiert wird, erwärmt werden kann.
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Das Infrarotheizelement 5 ist ein elektrisches Heizelement, welchem elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom zugeführt wird, so dass das Infrarotheizelement 5 mithilfe der zugeführten elektrischen Energie die Infrarotstrahlung zum Beheizen der Luft bereitstellen kann. Da nun der Luftkanal 2 in dessen Umfangsrichtung nicht vollständig durch Infrarotheizelemente, sondern lediglich in dem ersten Teilbereich 4, nicht jedoch auch im zweiten Teilbereich 9 durch das Infrarotheizelement 5 begrenzt ist, kann der Energieverbrauch der Luftführungseinrichtung 1 besonders gering gehalten werden. Gleichzeitig kann die Luft besonders effektiv und schnell erwärmt werden, da die von dem Infrarotheizelement 5 ausgestrahlte Infrarotstrahlung an dem beziehungsweise durch das Reflektionselement 10 reflektiert wird. Durch den Einsatz des Reflektionselements 10 können ferner Wärmeverluste besonders gering gehalten werden, so dass der Innenraum besonders schnell und mit einem nur geringen Energieaufwand erwärmt werden kann. Die im Luftkanal 2 erwärmte Luft kann in den Innenraum einströmen, wodurch der Innenraum erwärmt beziehungsweise beheizt werden kann.
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Aus der Figur ist erkennbar, dass das Reflektionselement 10 einen eigensteifen Grundkörper 11 umfasst, welcher beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet ist. Ferner umfasst das Reflektionselement 10 eine Beschichtung 12, mit welcher der Grundkörper 11 versehen ist. Mit anderen Worten ist der Grundkörper 11 mit der Beschichtung 12 beschichtet, wobei die Beschichtung 12 als Reflektionsschicht ausgebildet ist, mittels welcher die Infrarotstrahlung zu reflektieren ist beziehungsweise reflektiert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung 12 durch eine Reflektionsfolie gebildet ist.
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Insbesondere kann die Beschichtung 12 aus einem metallischen Werkstoff wie beispielsweise Aluminium gebildet sein, so dass die Infrarotstrahlung besonders gut reflektiert werden kann. Die am Reflektionselement 10 reflektierte Infrarotstrahlung wird in den Luftkanal 2 zurückreflektiert, so dass Wärmeverluste vermieden werden können und die Luft besonders schnell und effektiv sowie effizient erwärmt werden kann.
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Die Luftführungseinrichtung 1 umfasst auch ein Gebläse 13, mittels welchem die Luft durch den Luftkanal 2 und in den Innenraum gefördert wird. Hierzu umfasst das Gebläse 13 ein Lüfterrad 14 zum Fördern der Luft, wobei das Lüfterrad 14 über eine Welle 15 mit einem beispielsweise als Elektromotor ausgebildeten Motor 16 verbunden ist, so dass das Lüfterrad 14 über die Welle 15 von dem Motor 16 antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Hierdurch wird die Luft durch den Luftkanal 2 gefördert.
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Die Figur zeigt die Luftführungseinrichtung 1 in ihrer Einbaulage, die die Luftführungseinrichtung 1 im fertig hergestellten Zustand des Personenkraftwagens einnimmt. Dabei ist der erste Teilbereich 4 ein unterer Teilbereich, wobei der zweite Teilbereich 9 ein oberer Teilbereich ist. Dies bedeutet, dass der zweite Teilbereich 9 in Fahrzeughochrichtung über dem beziehungsweise oberhalb des zweiten Teilbereichs 4 angeordnet ist. Luft, welche mittels der bereitgestellten Infrarotstrahlung zunächst erwärmt wird, kann dadurch beispielsweise aufsteigen und somit vom unteren ersten Teilbereich 4 zum oberen zweiten Teilbereich 9 strömen, so dass sich dann beispielsweise zunächst im unteren ersten Teilbereich 4 noch nicht erwärmte beziehungsweise gegenüber der bereits erwärmten Luft kältere Luft befindet, die dann mittels der Infrarotstrahlung energieeffizient erwärmt werden kann. Dadurch lässt sich die zumindest im Wesentlichen gesamte, den Luftkanal 2 durchströmende Luft schnell, effektiv und effizient erwärmen, so dass in der Folge der Innenraum, in den die erwärmte Luft einströmt, besonders schnell erwärmt werden kann. Somit ist es möglich, den Innenraum auch bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeugs besonders schnell zu erwärmen, so dass besonders kurze Zeit nach dem Kaltstart besonders angenehme und komfortable Bedingungen im Innenraum realisiert werden können.
