DE102016115235A1

DE102016115235A1 - Klimatisierungssystem zur Konditionierung der Luft eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs und Luftführungsanordnung zum gezielten Zuleiten von Luftmassenströmen in das Klimatisierungssystem

Info

Publication number: DE102016115235A1
Application number: DE102016115235.8A
Authority: DE
Inventors: Marc Graaf; Gerald Richter
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2017-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zur Konditionierung der Luft eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs, welches für den Betrieb im Kälteanlagenmodus und im Wärmepumpenmodus sowie im Nachheizmodus ausgebildet ist. Die Einstellung des Betriebsmodus erfolgt über die Steuerung von Luftklappen (7, 9, 31l, 33c, 36) und Luftleiteinrichtungen (31c, 34, 37). Das Klimatisierungssystem (1c, 1d, 1e) weist ein Gehäuse (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) mit einem Kaltluft-Strömungspfad (6a, 6b, 6c, 6e) und einem Warmluft-Strömungspfad (8) zum Leiten von Luft sowie einem Luftauslass (30a, 30b) auf. Der Luftauslass (30a, 30b) ist im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades (6a, 6b, 6c, 6e) zum Auslassen der Luft in die Umgebung des Klimatisierungssystems (1) ausgebildet. Der Warmluft-Strömungspfad (8) zweigt vom Kaltluft-Strömungspfad (6a, 6b, 6c, 6e) ab. Der Kaltluft-Strömungspfad (6a, 6b, 6c, 6e) und der Warmluft-Strömungspfad (8) münden in eine erste Mischkammer (10). Das Klimatisierungssystem (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) ist zudem mit einem Kältemittelkreislauf (20) mit einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (21), einem Verdichter (22), einem als ersten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (23), einem als zweiten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (24) und einem Expansionsorgan (26) ausgebildet. Der Verdampfer (21) ist innerhalb des Kaltluft-Strömungspfades (6a, 6b, 6c, 6e), der erste Kondensator/Gaskühler (23) ist als ein Heizwärmeübertrager (23) innerhalb des Warmluft-Strömungspfades (8) und der zweite Kondensator/Gaskühler (24) ist außerhalb des Gehäuses (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) angeordnet. Der Luftauslass (30a, 30b) und der Warmluft-Strömungspfad (8) sind in Strömungsrichtung der Luft nach dem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (21) vom Kaltluft-Strömungspfad (6a, 6b, 6c, 6e) abzweigend ausgebildet. Die Erfindung betrifft zudem eine Luftführungsanordnung (40) zum gezielten Zuleiten von Luftmassenströmen in ein Klimatisierungssystem.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem zur Konditionierung der Luft eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs. Das Klimatisierungssystem ist für den Betrieb im Kälteanlagenmodus zum Kühlen und im Wärmepumpenmodus zum Heizen der Luft sowie im Nachheizmodus ausgebildet. Die Einstellung des Betriebsmodus erfolgt über die Steuerung von Luftklappen und Luftleiteinrichtungen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Luftführungsanordnung zum gezielten Zuleiten von Luftmassenströmen in ein Gehäuse eines Klimatisierungssystems zur Konditionierung der Luft eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs sowie ein Klimatisierungssystem mit einer in Strömungsrichtung der Luft vorgelagert angeordneten Luftführungsanordnung.
Seit Längerem zum Stand der Technik gehörende Klimatisierungssysteme für Kraftfahrzeuge umfassen verschiedene Einzelkomponenten, wie den herkömmlich in der Fahrzeugfront angeordneten Kondensator, den an den Fahrzeugmotor angebundenen und durch diesen angetriebenen Verdichter, den im Fahrgastraum angeordneten Verdampfer sowie Verbindungsleitungen. Das Klimatisierungssystem konditioniert die Luft, die anschließend in den Fahrgastraum eingeleitet wird.
Gattungsgemäße Klimatisierungssysteme mit Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager, welche die Heizleistung aus dem Kühlmittelkreislauf eines effizienten Verbrennungsmotors des Fahrzeugantriebes beziehen, erreichen bei geringen Umgebungstemperaturen, zum Beispiel weniger als –10 °C, nicht mehr das für eine komfortable Aufheizung des Fahrgastraums erforderliche Temperaturniveau. Ähnliches gilt für Systeme in Kraftfahrzeugen mit Hybridantrieb. Durch das kontinuierliche Erhöhen der Effizienz der verbrennungsmotorischen Antriebe beziehungsweise durch den Antrieb mit Elektromotoren werden Zuheizsysteme erforderlich, welche das Aufwärmen der Luft des Fahrgastraums und damit den Komfort der Insassen der Kraftfahrzeugs erhöhen.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Zuheizsysteme für Fahrzeugklimaanlagen bekannt. Neben elektrischen Zuheizsystemen werden dabei auch im Wärmepumpenmodus betriebene Kältemittelkreisläufe eingesetzt. Zum Beispiel nutzen Glykol-Luft-Wärmepumpen das Kühlmittel des Verbrennungsmotors als Wärmequelle. Dabei wird dem Kühlmittel Wärme entzogen. Infolgedessen wird der Verbrennungsmotor längere Zeit bei geringen Temperaturen betrieben, was sich negativ auf die Abgasemissionen und den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Aufgrund des intermittierenden Betriebes des Verbrennungsmotors bei Hybridfahrzeugen wird bei längeren Fahrten keine ausreichend hohe Kühlmitteltemperatur erreicht. Infolgedessen wird der Start-Stop-Betrieb des Verbrennungsmotors bei geringen Umgebungstemperaturen ausgesetzt. Der Verbrennungsmotor wird nicht abgeschaltet.
Zudem entfällt bei vollständig elektrifizierten Antrieben, wie zum Beispiel bei mit Batterien oder Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeugen, die Abwärme des Verbrennungsmotors als mögliche Wärmequelle für die Erwärmung der Luft. Die in der Batterie des Fahrzeugs speicherbare Energiemenge ist außerdem geringer als die in Form von flüssigem Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks speicherbare Energiemenge. Damit hat die für die Klimatisierung des Fahrgastraums eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs benötigte Leistung zudem einen wesentlichen Einfluss auf die Reichweite des Fahrzeugs.
Neben den Klimatisierungssystemen, welche durch ein Umschalten des Strömungsweges des Kältemittels innerhalb des Kältemittelkreislaufs eine Heizfunktion für den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom gewährleisten, sind aus dem Stand der Technik auch als Kompaktmodule ausgebildete Klimatisierungssysteme bekannt, bei denen mittels eines Standard-Kältemittelkreislaufs durch gezielte luftseitige Steuerung der Funktionen Heizen, Abkühlen und Entfeuchten sowie Nachheizen jede beliebige Mischtemperatur der dem Fahrgastraun zuzuführenden Luft bereitgestellt werden kann.
In der DE 10 2011 052 752 A1 wird eine modulare Fahrzeugklimaanlage zum Heizen und Kühlen von Luft beschrieben. Die Fahrzeugklimaanlage weist ein Gehäuse mit einem Gebläse und Klappen zur Einstellung von Luftströmungspfaden sowie einen Kältemittelkreislauf mit einem Kondensator, einem Verdampfer, einem Verdichter, einem Expansionsorgan und zugehörigen Verbindungsleitungen auf. Im Gehäuse sind ein Verdampfer-Luftströmungspfad mit integriertem Verdampfer und ein Kondensator-Luftströmungspfad mit integriertem Kondensator ausgebildet. Jeder Luftströmungspfad ist mit Frischluft aus der Umgebung, Umluft aus dem Fahrgastraum oder einer Mischung aus beiden beaufschlagbar. Die beiden Luftströmungspfade sind über steuerbare Klappen derart miteinander verbunden, dass nur über die Einstellung des Strömungspfades der Luft eine Heizung oder Kühlung des Fahrgastraums erfolgt.
Aus der DE 10 2012 108 891 A1 geht ein Klimatisierungssystem zum Kühlen und zum Heizen der dem Fahrgastraum zuzuführenden Luft sowie für einen Nachheizbetrieb mit einem Gehäuse mit zwei Strömungskanälen zum Leiten von Luft sowie einem Kältemittelkreislauf mit einem Verdampfer und einem Kondensator hervor. Dabei sind der Verdampfer im ersten Strömungskanal und der Kondensator im zweiten Strömungskanal angeordnet. Die Einstellung des Betriebsmodus erfolgt lediglich über die Steuerung von Luftleiteinrichtungen. Einer der Wärmeübertrager Verdampfer oder Kondensator ist mit jeweils einem Teil der Wärmeübertragungsfläche sowohl im ersten als auch im zweiten Strömungskanal angeordnet.
Bei den als Kompaktmodul ausgebildeten Klimatisierungssystemen werden somit ein über die Wärmeübertragungsfläche eines Kondensators geleiteter Warmluftstrom und ein über die Wärmeübertragungsfläche eines Verdampfers geleiteter Kaltluftstrom entsprechend der geforderten Ausblaslufttemperaturen gemischt. Der Kaltluftstrom kann zudem nach dem Abkühlen und/oder Entfeuchten über die Wärmeübertragungsfläche des Kondensators geleitet und dabei wiedererwärmt werden. Im sogenannten Nachheizbetrieb wird die dem Fahrgastraum zuzuführende Luft abgekühlt und dabei entfeuchtet sowie anschließend geringfügig aufgeheizt. In diesem Betriebsmodus ist die erforderliche Nachheizleistung zumeist geringer als die erforderliche Kälteleistung zum Kühlen und Entfeuchten der Luft. Die konditionierte Luft wird durch ein Luftverteilsystem mit verschiedenen Luftauslässen und Auslasssteuerelementen zu entsprechenden Luftauslässen, wie mindestens einen Luftauslass in Richtung einer Frontscheibe, einen Luftauslass in Richtung der Insassen und einen Luftauslass in Richtung eines Fußraums, in den Fahrgastraum geleitet. Überschüssige Luft wird durch zusätzliche Luftauslässe aus dem Luftverteilsystem in die Umgebung des Kraftfahrzeugs verbracht. Die als Kompaktmodul ausgebildeten und luftseitig gesteuerten Klimatisierungssysteme erfordern jedoch eine im Vergleich zu bekannten Kraftfahrzeugen deutlich veränderte Fahrzeugarchitektur, welche einen Einsatz in konventionellen Kraftfahrzeugen nicht ermöglicht.
Bei den kältemittelkreislaufseitig gesteuerten Klimatisierungssystemen für einen kombinierten Kälteanlagen- und Wärmepumpenbetrieb zum Heizen, Kühlen und Entfeuchten der dem Fahrgastraum zuzuführenden und zu konditionierenden Luft weisen insbesondere die Kältemittelkreisläufe meist eine Vielzahl an Komponenten, beispielsweise Umschaltventile, auf. Die Kältemittelkreisläufe sind sehr komplex, was hohe Kosten und einen großen technischen Aufwand verursacht. Zudem ist die Leistungsfähigkeit dieser Klimatisierungssysteme, speziell bei geringen Umgebungstemperaturen, nicht ausreichend, um einen geforderten Komfort für die Insassen des Fahrgastraums zu gewährleisten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines kompakten Klimatisierungssystems für Kraftfahrzeuge. Der Kältemittelkreislauf sollte lediglich mit einer Mindestanzahl an Komponenten ausgebildet und damit einfach, kostengünstig sowie wartungsarm sein. Die möglichst als Standardkomponenten ausgebildeten Komponenten sollen im Kraftfahrzeug konventionell angeordnet sein. Das Klimatisierungssystem sollte zudem für den kombinierten Betrieb im Kälteanlagenmodus und Wärmepumpenmodus sowie im Nachheizmodus zum Heizen, Kühlen und Entfeuchten der zu konditionierenden Luft des Fahrgastraums ausgebildet sein. Dabei soll der Betrieb auch in Umgebungen mit Wärmequellen geringer Kapazität, wie zum Beispiel bei energieeffizienten Verbrennungsmotoren oder Hybridantrieben aus Verbrennungsmotor und Elektromotor beziehungsweise bei nicht vorhandenen Wärmequellen aus dem Antrieb, wie zum Beispiel bei elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, alle Anforderungen an ein komfortables Klima im Fahrgastraum erfüllend, mit maximaler Effizienz möglich sein.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Klimatisierungssystem zur Konditionierung der Luft eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das Klimatisierungssystem ist für den Betrieb im Kälteanlagenmodus zum Kühlen und im Wärmepumpenmodus zum Heizen der Luft sowie im Nachheizmodus ausgebildet. Die Einstellung des Betriebsmodus erfolgt über die Steuerung von Luftklappen und Luftleiteinrichtungen.
Nach der Konzeption der Erfindung weist das Klimatisierungssystem ein Gehäuse mit einem Kaltluft-Strömungspfad und einem Warmluft-Strömungspfad zum Leiten von Luft sowie einem Luftauslass auf. Dabei sind der Luftauslass im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades zum Auslassen der Luft in die Umgebung des Klimatisierungssystems und der Warmluft-Strömungspfad vom Kaltluft-Strömungspfad abzweigend ausgebildet. Der Kaltluft-Strömungspfad und der Warmluft-Strömungspfad münden in eine erste Mischkammer ein. Zudem ist das Klimatisierungssystem mit einem Kältemittelkreislauf mit einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager, einem Verdichter, einem als ersten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager, einem als zweiten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager und einem Expansionsorgan ausgebildet. Dabei sind der Verdampfer innerhalb des Kaltluft-Strömungspfades, der erste Kondensator/Gaskühler als ein Heizwärmeübertrager innerhalb des Warmluft-Strömungspfades und der zweite Kondensator/Gaskühler außerhalb des Gehäuses angeordnet. Der Luftauslass und der Warmluft-Strömungspfad sind erfindungsgemäß in Strömungsrichtung der Luft nach dem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager vom Kaltluft-Strömungspfad abzweigend ausgebildet.
Wenn das Kältemittel bei unterkritischem Betrieb, wie zum Beispiel mit dem Kältemittel R134a oder bei bestimmten Umgebungsbedingungen mit Kohlendioxid, verflüssigt wird, werden die Wärmeübertrager zum Verflüssigen des Kältemittels als Kondensator bezeichnet. Ein Teil der Wärmeübertragung findet bei konstanter Temperatur statt. Bei überkritischem Betrieb beziehungsweise bei überkritischer Wärmeabgabe im Wärmeübertrager nimmt die Temperatur des Kältemittels stetig ab. In diesem Fall wird der Wärmeübertrager auch als Gaskühler bezeichnet. Überkritischer Betrieb kann unter bestimmten Umgebungsbedingungen oder Betriebsweisen des Kältemittelkreislaufs zum Beispiel mit dem Kältemittel Kohlendioxid auftreten.
Die Einstellung des Betriebsmodus des Klimatisierungssystems erfolgt vorteilhaft ausschließlich über die Steuerung der Luftklappen und Luftleiteinrichtungen. Unter einer Luftklappe ist ein Element zu verstehen, welches beispielsweise zum Verschließen und Öffnen eines einzelnen Strömungspfades, insbesondere eines Luftkanals, ausgebildet ist. Im Vergleich dazu dient ein Luftsteuerelement zum gleichzeitigen Öffnen und Verschließen mehrerer Strömungspfade, insbesondere mindestens zweier Luftkanäle. Die Luftklappen und die Luftleiteinrichtungen sind vorteilhaft derart verstellbar ausgebildet und angeordnet, dass ein über die Wärmeübertragungsfläche des als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers geleiteter Luftmassenstrom direkt durch den Luftauslass in die Umgebung geleitet wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der erste Kondensator/Gaskühler und der zweite Kondensator/Gaskühler innerhalb des Kältemittelkreislaufs in Strömungsrichtung des Kältemittels nacheinander angeordnet. Die Bezeichnungen erster und zweiter Kondensator/Gaskühler beziehen sich dabei auf die Strömungsrichtung des Kältemittels und damit das nacheinander Durchströmen der Wärmeübertrager in der angegebenen Reihenfolge. Die in Reihe zueinander geschaltet angeordneten Wärmeübertrager sind dabei bevorzugt lediglich über eine Verbindungsleitung ohne weitere Komponenten miteinander verbunden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der zweite Kondensator/Gaskühler mit Umgebungsluft beaufschlagbar angeordnet ist. Dabei sind zum Einstellen des Luftmassenstroms der Umgebungsluft in Strömungsrichtung der Umgebungsluft vor dem Kondensator/Gaskühler Luftklappen angeordnet. Die Luftklappen sind dabei vorteilhaft beweglich stufenlos verstellbar ausgebildet. Je nach Stellung der Luftklappen wird der Luftmassenstrom der Umgebungsluft zwischen maximal und Null eingestellt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse des Klimatisierungssystems einen Bypass-Strömungspfad um den als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager auf. Der Bypass-Strömungspfad ist dabei mittels einer Luftklappe oder einer Luftleiteinrichtung, welche beweglich stufenlos verstellbar ist, verschließbar und öffenbar ausgebildet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der Bypass-Strömungspfad und der Kaltluft-Strömungspfad in eine zweite Mischkammer mündend ausgebildet. Der Warmluft-Strömungspfades zweigt bevorzugt von der gemeinsamen zweiten Mischkammer ab.
Die innerhalb des Gehäuses vorgesehenen Luftklappen und Luftleiteinrichtungen sind bevorzugt derart verstellbar ausgebildet und angeordnet, dass ein durch den Bypass-Strömungspfad geleiteter Luftmassenstrom direkt in den Warmluft-Strömungspfad geleitet wird.
Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Luftleiteinrichtung zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbar ausgebildet. Dabei sind in einer ersten Endstellung der Luftleiteinrichtung der Luftauslass verschlossen sowie ein Kaltluft-Strömungspfad in Richtung der zweiten Mischkammer und des Warmluft-Strömungspfades geöffnet. In einer zweiten Endstellung der Luftleiteinrichtung sind der Luftauslass geöffnet sowie der Kaltluft-Strömungspfad in Richtung der zweiten Mischkammer und des Warmluft-Strömungspfades verschlossen.
Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Luftleiteinrichtung zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbar ausgebildet. Dabei sind in einer ersten Endstellung der Luftleiteinrichtung der Bypass-Strömungspfad verschlossen und ein Kaltluft-Strömungspfad in Richtung des Warmluft-Strömungspfades geöffnet sowie in einer zweiten Endstellung der Luftleiteinrichtung der Bypass-Strömungspfad geöffnet und der Kaltluft-Strömungspfad in Richtung des Warmluft-Strömungspfades verschlossen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass innerhalb des Warmluft-Strömungspfades neben dem ersten Kondensator/Gaskühler des Kältemittelkreislaufs ein weiterer Heizwärmeübertrager angeordnet ist. Die Heizwärmeübertrager sind dabei in Strömungsrichtung des durch den Warmluft-Strömungspfad geleiteten Luftmassenstroms nacheinander angeordnet. Der weitere Heizwärmeübertrager, auch als erster Heizwärmeübertrager bezeichnet, ist bevorzugt als eine Komponente eines Kühlmittelkreislaufs ausgebildet. Der erste Heizwärmeübertrager ist dabei in Strömungsrichtung des durch den Warmluft-Strömungspfad geleiteten Luftmassenstroms vor dem als Kondensator/Gaskühler ausgebildeten zweiten Heizwärmeübertrager angeordnet. Die Bezeichnungen erster und zweiter Heizwärmeübertrager beziehen sich dabei auf die Strömungsrichtung des Luftmassenstroms durch den Warmluft-Strömungspfad und damit das nacheinander und damit in Reihe Durchströmen der Wärmeübertrager in der angegebenen Reihenfolge.
Die Aufgabe wird auch durch eine erfindungsgemäße Luftführungsanordnung zum gezielten Zuleiten von Luftmassenströmen in ein Gehäuse eines Klimatisierungssystems zur Konditionierung der Luft eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs gelöst. Die Luftführungsanordnung weist ein Gebläse zum Ansaugen von Frischluft aus der Umgebung und/oder Umluft aus dem Fahrgastraum sowie einen Frischlufteinlass und einen Umlufteinlass jeweils mit einer Luftklappe auf. Die Querschnitte des Frischlufteinlasses und des Umlufteinlasses sind mit der jeweiligen Luftklappe verschließbar und öffenbar ausgebildet.
Nach der Konzeption der Erfindung weist die Luftführungsanordnung einen Diffusor mit mindestens zwei Strömungspfaden auf, welche strömungstechnisch voneinander getrennt sind. Zudem ist das Gebläse mit zwei Laufrädern zweiflutig ausgebildet, wobei das erste Laufrad zum Fördern eines Luftmassenstroms durch den ersten Strömungspfad und das zweite Laufrad zum Fördern eines Luftmassenstroms durch den zweiten Strömungspfad konfiguriert sind.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der Frischlufteinlass und der Umlufteinlass strömungstechnisch miteinander verbindbar. Dabei ist eine zwischen dem Frischlufteinlass und dem Umlufteinlass ausgebildete Öffnung mittels einer Luftklappe verschließbar und öffenbar ausgebildet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die innerhalb des Diffusors ausgebildeten Strömungspfade strömungstechnisch miteinander verbindbar sind, wobei eine zwischen den Strömungspfaden ausgebildete Öffnung mittels einer Luftleiteinrichtung verschließbar und öffenbar ausgebildet ist.
Die Aufgabe wird zudem durch ein erfindungsgemäßes Klimatisierungssystem mit einer in Strömungsrichtung der Luft vorgelagert angeordneten Luftführungsanordnung zum gezielten Zuleiten von Luftmassenströmen in den Kaltluft-Strömungspfad und in den Bypass-Strömungspfad des Gehäuses gelöst. Konzeptionsgemäß ist der als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager innerhalb des Kaltluft-Strömungspfades angeordnet und der Diffusor der Luftführungsanordnung ist als Verbindungselement zum Gehäuse ausgebildet, wobei der erste innerhalb des Diffusors ausgebildete Strömungspfad in den Bypass-Strömungspfad des Gehäuses des Klimatisierungssystems mündet und der zweite innerhalb des Diffusors ausgebildete Strömungspfad in den Kaltluft-Strömungspfad des Gehäuses des Klimatisierungssystems mündet.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftleiteinrichtung der Lüftungsanordnung zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbar ausgebildet. Dabei sind in einer ersten Endstellung der Luftleiteinrichtung die zwischen den Strömungspfaden ausgebildete Öffnung verschlossen und die Strömungspfade geöffnet. In einer zweiten Endstellung der Luftleiteinrichtung ist die zwischen den Strömungspfaden ausgebildete Öffnung geöffnet, während der erste Strömungspfad geschlossen ist.
Das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem weist auch mit der erfindungsgemäßen Lüftungsanordnung zusammenfassend diverse Vorteile auf:

– wesentliche Steigerung der Effizienz, insbesondere im Betrieb bei geringen Umgebungstemperaturen, gegenüber konventionellen, als Wärmepumpen betriebenen Systemen, insbesondere – schnelle Bereitstellung von warmer Luft bei geringen Umgebungstemperaturen und kaltem Kühlmittel innerhalb des Motorkühlmittelkreislaufs bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor und – weitere Steigerung der Effizienz in bestimmten Betriebspunkten durch Zuführung von Frischluft und Umluft durch das zweiflutige Gebläse in der Luftführungsanordnung zu den einzelnen Bereichen,
– Reduzierung der erforderlichen Leistung zum Aufheizen des Fahrgastraums durch Umluftbetrieb und/oder durch gezielte Luftführung innerhalb der Strömungskanäle, gegebenenfalls Ableiten von nicht im Fahrgastraum benötigter Luft in die Umgebung,
– minimale Komplexität im Kältemittelkreislauf, das heißt im Wesentlichen Verzicht auf Umschaltventile und Minimierung der Anzahl der Expansionsventile, Wärmeübertrager und Kältemittelleitungen, wobei mit der Verwendung eines konventionellen, mit einem weiteren Wärmeübertrager ergänzten Kältemittelkreislaufs – eine Heizfunktion beziehungsweise eine Zuheizfunktion ermöglicht wird, – die Anordnung der Komponenten des Kältemittelkreislaufs im Kraftfahrzeug unverändert bleibt und die Fahrzeugarchitektur im Vergleich zu herkömmlichen Systemen nur geringfügig zu modifizieren ist, und – minimale Kosten für die Herstellung, Montage und Wartung anfallen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
1: ein Klimatisierungssystem aus dem Stand der Technik mit einem Gehäuse mit einem Kaltluft-Strömungspfad und einem Warmluft-Strömungspfad für sowie Luftauslässen in den Fahrgastraum und Wärmeübertragern zum Konditionieren der Luftmassenströme,
2: einen Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems mit einem zusätzlichen Heizwärmeübertrager,
ein Klimatisierungssystem mit Wärmeübertragern zum Konditionieren der Luftmassenströme und einem Gehäuse mit einem Kaltluft-Strömungspfad und einem Warmluft-Strömungspfad sowie Luftauslässen in den Fahrgastraum
3a, 3b: mit einem im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades und vor dem Einlass in den Warmluft-Strömungspfad ausgebildeten Luftauslass in die Umgebung,
4a, 4b: mit einem im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades ausgebildeten Luftauslass in die Umgebung,
5a, 5b: mit dem im Bereich des Kalluft-Strömungspfades und vor dem Einlass in den Warmluft-Strömungspfad ausgebildeten Luftauslass in die Umgebung nach 3a, 3b und einem in eine Mischkammer einmündenden Bypass-Strömungspfad um einen als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager sowie einer Luftleiteinrichtung des Luftauslasses in die Umgebung,
6a, 6b: mit dem im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades und vor dem Einlass in den Warmluft-Strömungspfad ausgebildeten Luftauslass in die Umgebung nach 3a, 3b und dem in die Mischkammer einmündenden Bypass-Strömungspfad um den als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager sowie einer im Bereich der Einmündung des Bypass-Strömungspfades angeordneten Luftleiteinrichtung,
7a, 7b: mit dem im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades ausgebildeten Luftauslass in die Umgebung nach 4a, 4b und einem im Bereich des Warmluft-Strömungspfades einmündenden Bypass-Strömungspfad um den als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager sowie einer Luftleiteinrichtung des Bypass-Strömungspfades,
8a, 8b: nach 5a, 5b mit einer in Strömungsrichtung der Luft vorgelagert angeordneten Luftführungsanordnung mit einem zweiflutigen Gebläse zum Ansaugen von Frischluft und/oder Umluft sowie einer als Luftklappe ausgebildeten Luftleiteinrichtung,
9a, 9b: nach 5a, 5b und einer in Strömungsrichtung der Luft vorgelagert angeordneten Luftführungsanordnung mit einem zweiflutigen Gebläse zum Ansaugen von Frischluft und/oder Umluft sowie einer als klappbares Wandelement ausgebildeten Luftleiteinrichtung
sowie
10: Tabelle mit Betriebsmodi des Klimatisierungssystems.
In 1 ist ein Klimatisierungssystem 1‘ aus dem Stand der Technik mit einem Gehäuse 2‘ mit einem Kaltluft-Strömungspfad 6‘ und einem Warmluft-Strömungspfad 8 sowie Luftauslässen 3, 4, 5 in den Fahrgastraum gezeigt. Das Klimatisierungssystem 1‘ weist zwei Heizwärmeübertrager 11, 23‘ und einen als Verdampfer eines nicht dargestellten Kältemittelkreislaufs betriebenen Wärmeübertrager 21 zum Konditionieren der Luftmassenströme auf.
Der zu konditionierende Luftmassenstrom wird von einem nicht dargestellten Gebläse in das Gehäuse 2‘ angesaugt und über die Wärmeübertragungsfläche des Verdampfers 21 geleitet. Der Verdampfer 21 nimmt dabei den gesamten Strömungsquerschnitt des Gehäuses 2‘ ein. Beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des Verdampfers 21 wird Wärme von der Luft an das verdampfende Kältemittel übertragen. Der Luftmassenstrom wird dabei abgekühlt und/oder entfeuchtet. Der aus dem Verdampfer 21 austretende Kaltluftmassenstrom kann jeweils als Teilluftmassenstrom durch den Kaltluft-Strömungspfad 6‘ und durch den Warmluft-Strömungspfad 8 zur Mischkammer 10 geleitet werden. Der Kaltluftmassenstrom wird dabei in einem erforderlichen Verhältnis aufgeteilt oder einem der Strömungspfade 6‘, 8 vollständig zugewiesen. Der Querschnitt des Kaltluft-Strömungspfades 6‘ wird mit einer Luftklappe 7, der Querschnitt des Warmluft-Strömungspfades 8 wird mit einer Luftklappe 9 verschlossen oder geöffnet. Die zwischen den zwei Endstellungen geöffnet und verschlossen stufenlos verstellbaren Luftklappen 7, 9 sind jeweils am Einlass in den Strömungspfad 6‘, 8 angeordnet.
Innerhalb des Warmluft-Strömungspfades 8 sind ein erster Heizwärmeübertrager 11 und ein zweiter Heizwärmeübertrager 23‘ ausgebildet, welche bezüglich des Luftmassenstroms in Reihe zueinander angeordnet sind und vom Luftmassenstrom nacheinander überströmt werden. Die Heizwärmeübertrager 11, 23‘ nehmen jeweils den gesamten Strömungsquerschnitt des Warmluft-Strömungspfades 8 ein. Beim Überströmen der Wärmeübertragungsflächen der Heizwärmeübertrager 11, 23‘ wird je nach Bedarf Wärme an den Luftmassenstrom übertragen, welcher sich dabei erwärmt. Der erste Heizwärmeübertrager 11 ist bevorzugt als eine Komponente eines Kühlmittelkreislaufs ausgebildet, beispielsweise eines Verbrennungsmotors bei einem verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeug. Der zweite Heizwärmeübertrager 23‘ ist als zusätzlicher Heizwärmeübertrager zum Beispiel eine Komponente einer elektrischen Wiederstandsheizung oder eines Kraftstoffbrenners. Das elektrische Zuheizen mithilfe der Widerstandsheizung wirkt sich jedoch auf die Effizienz, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs, insbesondere der Klimaanlage, aus. Die Reichweite des Kraftfahrzeugs wird drastisch reduziert.
Der Kaltluft-Strömungspfad 6‘ und der Warmluft-Strömungspfad 8 münden jeweils in die Mischkammer 10, sodass die auf den Kaltluft-Strömungspfad 6‘ und den Warmluft-Strömungspfad 8 aufgeteilten Teilluftmassenströme in der Mischkammer 10 weitestgehend vermischt werden und als konditionierter Luftmassenstrom je nach Bedarf auf einen Luftauslass 3 in Richtung einer Frontscheibe, einen Luftauslass 4 in Richtung der Insassen und einen Luftauslass 5 in Richtung eines Fußraums aufgeteilt und in den Fahrgastraum eingeleitet wird. Die Querschnitte der Luftauslässe 3, 4, 5 werden jeweils mit einer Luftklappe 3l, 4l, 5l verschlossen oder geöffnet.
In 2 ist ein Kältemittelkreislauf 20 eines Klimatisierungssystems mit einem zum ersten Heizwärmeübertrager 11 zusätzlich angeordneten, zweiten Heizwärmeübertrager 23 dargestellt. Der erste Heizwärmeübertrager 11 ist wiederum bevorzugt eine Komponente eines nicht dargestellten Kühlmittelkreislaufs.
Der Kältemittelkreislauf 20 weist einen Verdichter 22, den als Enthitzer und gegebenenfalls als ersten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager 23, einen gegebenenfalls als Enthitzer und als zweiten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager 24, ein Expansionsorgan 26 sowie den Verdampfer 21 auf. Das aus dem Verdichter 22 auf dem Niveau des Hochdrucks als Heißgas ausströmende Kältemittel wird je nach Bedarf, das heißt je nach geöffnetem Warmluft-Strömungspfad 8 und je nach Wärmeübertragung im ersten Heizwärmeübertrager 11 an den Teilluftmassenstrom beim Durchströmen des ersten Kondensator/Gaskühlers 23 enthitzt und verflüssigt sowie anschließend durch den zweiten als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager 24 geleitet. Der Kältemittelkreislauf 20 weist mit dem als ersten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager 23 einen im Vergleich zu herkömmlichen Kältemittelkreisläufen von Klimatisierungssystemen zusätzlichen Wärmeübertrager auf, welcher innerhalb des Kältemittelkreislaufs 20 in Strömungsrichtung des Kältemittelmittels direkt im Anschluss an den Verdichter 22 angeordnet ist. Beim Durchströmen des Wärmeübertragers 24, welcher vorteilhaft in der Fahrzeugfront, insbesondere innerhalb eines Kühlmoduls, angeordnet ist, wird das Kältemittel verflüssigt und gegebenenfalls unterkühlt. Die Wärme wird vom Kältemittel an Umgebungsluft übertragen. Die Abwärme des Kältemittelkreislaufs 20 wird folglich an Umgebungsluft abgegeben. Der Luftmassenstrom der Umgebungsluft wird mit Hilfe der Stellung von Luftleitsystemen, insbesondere Luftklappen 25, geregelt.
Nach dem Austreten aus dem zweiten Kondensator/Gaskühler 24 wird das flüssige Kältemittel zum Expansionsorgan 26 geleitet. Beim Durchströmen des Expansionsorgans 26 wird das Kältemittel auf Verdampfungsdruck entspannt und zum Verdampfer 21 geführt. Beim Durchströmen des Verdampfers 21 wird das Kältemittel unter Wärmeaufnahme verdampft und überhitzt. Dabei wird die Wärme vom zu konditionierenden Luftmassenstrom für den Fahrgastraum an das Kältemittel übertragen. Die mittels eines Gebläses über die Wärmeübertragungsfläche des Verdampfers 21 geförderte Luft wird abgekühlt und/oder entfeuchtet. Das überhitzt und gasförmig aus dem Verdampfer 21 austretende Kältemittel wird vom Verdichter 22 angesaugt. Der Kältemittelkreislauf 20 ist geschlossen.
Die Wärmeübertrager 21, 11, 23 sind in Strömungsrichtung des zu konditionierenden Luftmassenstroms in angegebener Reihenfolge innerhalb eines nicht dargestellten luftbeaufschlagten Gehäuses angeordnet. Der zusätzliche zweite Heizwärmeübertrager 23 ist somit nach dem Verdampfer 21, beispielsweise bei elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen oder Hybridfahrzeugen anstelle eines mit Kühlmittel eines Motorkühlmittelkreislaufs beaufschlagten Heizwärmeübertragers 11 oder, im Falle eines Zuheizsystems bei verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen zusätzlich zum mit Kühlmittel eines Motorkühlmittelkreislaufs beaufschlagten Heizwärmeübertrager 11 angeordnet.
Beim Betrieb des Klimatisierungssystems, insbesondere des Kältemittelkreislaufs 20, in einem Wärmepumpenmodus mit luftseitiger Steuerung ist die an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom zu übertragene Wärme größer als die zur Kühlung und/oder zur Entfeuchtung des Luftmassenstroms erforderliche Kälteleistung, sodass der im Verdampfer 21 abzukühlende Luftmassenstrom deutlich größer ist als der dem Fahrgastraum zuzuführende Luftmassenstrom.
In den 3a und 3b ist ein Klimatisierungssystem 1a mit den Wärmeübertragern 21, 11, 23 zum Konditionieren der Luftmassenströme und einem Gehäuse 2a mit einem Kaltluft-Strömungspfad 6a und einem Warmluft-Strömungspfad 8 sowie den Luftauslässen 3, 4, 5 in den Fahrgastraum gezeigt. Im Unterschied zum Gehäuse 2‘ aus 1 weist das Gehäuse 2a einen im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades 6a und vor dem Einlass in den Warmluft-Strömungspfad 8 ausgebildeten Luftauslass 30a in die Umgebung des Gehäuses 2a, insbesondere des Kraftfahrzeugs, auf. Der Luftauslass 30a zum Verbringen von Luft in die Umgebung des Gehäuses 2a ist dabei in Strömungsrichtung des Luftmassenstroms nach dem Verdampfer 21 und vor dem Einlass in den Warmluft-Strömungspfad 8 und damit vor dem Heizwärmeübertrager 23 angeordnet. Der Querschnitt des Luftauslasses 30a wird mit einer beweglichen Luftklappe 31l verschlossen oder geöffnet. Die innerhalb des Luftauslasses 30a angeordnete Luftklappe 31l ist zwischen den zwei Endstellungen geöffnet und verschlossen stufenlos verstellbar. 3a zeigt die Luftklappe 31l in geschlossener Endstellung und 3b zeigt die Luftklappe 31l in geöffneter Endstellung.
Aus den 4a und 4b geht ein Klimatisierungssystem 1b mit den Wärmeübertragern 21, 11, 23 zum Konditionieren der Luftmassenströme und einem Gehäuse 2b mit einem Kaltluft-Strömungspfad 6b und einem Warmluft-Strömungspfad 8 sowie den Luftauslässen 3, 4, 5 in den Fahrgastraum hervor. Im Unterschied zum Gehäuse 2‘ aus 1 und zum Gehäuse 2a aus den 3a und 3b weist das Gehäuse 2b einen im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades 6b ausgebildeten Luftauslass 30b in die Umgebung des Gehäuses 2b, insbesondere des Kraftfahrzeugs, auf. Der Luftauslass 30b ist dabei in einer im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der Luft angeordneten Ebene, auf einer entgegengesetzt zum Einlass in den Warmluft-Strömungspfad 8 ausgebildeten Seite des Kältluft-Strömungspfades 6b angeordnet. Der Luftauslass 30b zum Verbringen von Luft in die Umgebung des Gehäuses 2b ist dabei ebenso in Strömungsrichtung des Luftmassenstroms nach dem Verdampfer 21 vorgesehen. Der Querschnitt des Luftauslasses 30b wird mit einer zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbaren Luftklappe 31l verschlossen oder geöffnet, wobei 4a die Luftklappe 31l in geschlossener Endstellung und 4b die Luftklappe 31l in geöffneter Endstellung zeigen.
Beim Normalbetrieb ohne eine Heizfunktion des Kältemittelkreislaufs 20, beispielsweise im Kälteanlagenmodus zum Abkühlen des dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms oder im Heizmodus mit einer Wärmeübertragung vom Kühlmittel des Motorkühlmittelkreislauf im ersten Heizwärmeübertrager 11 an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom, wird der Luftauslass 30a, 30b verschlossen. Damit strömt je nach Bedarf entweder der gesamte abgekühlte und/oder entfeuchtete Luftmassenstrom vom Verdampfer 21 durch den Kaltluft-Strömungspfad 6a, 6b und damit um den ersten Heizwärmeübertrager 11 in die Mischkammer 10 beziehungsweise durch den Warmluft-Strömungspfad 8 durch den Heizwärmeübertrager 11 in die Mischkammer 10 oder wird anteilig in Teilluftmassenströme durch den Kaltluft-Strömungspfad 6a, 6b und den Warmluft-Strömungspfad 8 aufgeteilt. Die Luftklappen 7, 9 ermöglichen damit die Einstellung einer Temperatur des dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms zwischen „maximal kalt“ und „maximal warm“.
Wenn beim Betrieb des Kältemittelkreislaufs 20 im Wärmepumpenmodus zusätzliche Wärme zur Übertragung an den dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstrom erforderlich ist, werden der Luftdurchsatz durch das Gehäuse 2a, 2b des Klimatisierungssystems 1a, 1b erhöht und der Luftauslass 30a, 30b geöffnet. Dadurch wird im Verdampfer 21 ein größerer Luftmassenstrom abgekühlt und/oder entfeuchtet, wobei mehr Wärme als beim Normalbetrieb ohne eine Heizfunktion des Kältemittelkreislaufs 20 an das Kältemittel übertragen wird. Der nicht dem Fahrgastraum zuzuführende Anteil des im Verdampfer 21 abgekühlten und/oder entfeuchteten Luftmassenstroms wird als überschüssige Luft durch den geöffneten Luftauslass 30a, 30b in die Umgebung verbracht und die erforderliche Luftmenge des dem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms eingestellt. Der dem Fahrgastraum zuzuführende Luftmassenstrom als ein Anteil des gesamten durch den Verdampfer 21 geleiteten Luftmassenstroms wird vollständig durch den Warmluft-Strömungspfad 8 und damit durch den zweiten Heizwärmeübertrager 23 in die Mischkammer 10 geleitet. Im Heizwärmeübertrager 23 wird die Wärme vom Kältemittel an den Luftmassenstrom übertragen.
In den 5a und 5b ist ein Klimatisierungssystem 1c mit den Wärmeübertragern 21, 11, 23 zum Konditionieren der Luftmassenströme und einem Gehäuse 2c mit einem Kaltluft-Strömungspfad 6c und einem Warmluft-Strömungspfad 8 sowie den Luftauslässen 3, 4, 5 in den Fahrgastraum dargestellt. Das Gehäuse 2c weist gemäß dem Gehäuse 2a aus den 3a und 3b einen im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades 6c und vor dem Einlass in den Warmluft-Strömungspfad 8 ausgebildeten Luftauslass 30a in die Umgebung des Gehäuses 2c, insbesondere des Kraftfahrzeugs, auf. Zudem ist das Gehäuse 2c mit einem in eine zweite Mischkammer 35c einmündenden Bypass-Strömungspfad 32c um den als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager 21 ausgebildet. Der Querschnitt des Bypass-Strömungspfades 32c wird mit einer zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbaren Luftklappe 33c verschlossen oder geöffnet. Je nach Stellung der Luftklappe 33c wird ein Anteil des in das Gehäuse 2c geförderten Luftmassenstroms um den Verdampfer 21 herumgeleitet. Das Gehäuse 2c weist des Weiteren eine zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbare Luftleiteinrichtung 31c des Luftauslasses 30a in die Umgebung auf.
Der in das Gehäuse 2c geförderte Luftmassenstrom wird je nach Bedarf in einem erforderlichen Verhältnis in einen Teilluftmassenstrom durch den Bypass-Strömungspfad 32c und damit um den Verdampfer 21 herum sowie einen Teilluftmassenstrom durch den Verdampfer 21 und damit durch den Kaltluft-Strömungspfad 6c aufgeteilt oder jeweils vollständig dem Bypass-Strömungspfad 32c oder dem Kaltluft-Strömungspfad 6c zugewiesen.
In einer ersten Endstellung der Luftleiteinrichtung 31c gemäß 5a ist der Luftauslass 30a in die Umgebung verschlossen, während der Kaltluft-Strömungspfad 6c in Richtung der Mischkammer 35c und des Warmluft-Strömungspfades 8 geöffnet ist. Der gesamte in das Gehäuse 2c geförderte Luftmassenstrom wird dabei entweder in Anteilen oder vollständig durch den Bypass-Strömungspfad 32c beziehungsweise durch den Kaltluft-Strömungspfad 6c in die zweite Mischkammer 35c geleitet. Bei einer Aufteilung des Luftmassenstroms werden die Teilluftmassenströme in der Mischkammer 35c vermischt. Anschließend wird der Luftmassenstrom gemäß der Einstellung einer zwischen der zweiten Mischkammer 35c und der ersten Mischkammer 10 angeordneten Luftklappe 36 und der Luftklappe 9 des Warmluft-Strömungspfades 8 entweder in Anteilen oder vollständig durch den Warmluft-Strömungspfad 8 beziehungsweise um den Warmluft-Strömungspfad 8 herum in die erste Mischkammer 10 geleitet. Bei einer Aufteilung des Luftmassenstroms werden die Teilluftmassenströme in der Mischkammer 10 vermischt.
In einer zweiten Endstellung der Luftleiteinrichtung 31c gemäß 5b ist der Luftauslass 30a in die Umgebung geöffnet, während der Kaltluft-Strömungspfad 6c in Richtung der zweiten Mischkammer 35c und des Warmluft-Strömungspfades verschlossen ist. Der in das Gehäuse 2c geförderte Luftmassenstrom wird dabei in Anteilen durch den Bypass-Strömungspfad 32c und durch den Kaltluft-Strömungspfad 6c geleitet. Der durch den Kaltluft-Strömungspfad 6c und damit durch den Verdampfer 21 geförderte Teilluftmassenstrom wird abgekühlt und/oder enfeuchtet und anschließend durch den Luftauslass 30a in die Umgebung des Gehäuses 2c verbracht. Der durch den Bypass-Strömungspfad 32c geförderte Teilluftmassenstrom kann je nach Stellung der Luftklappe 36 und der Luftklappe 9 entweder in Anteilen oder vollständig durch den Warmluft-Strömungspfad 8 beziehungsweise um den Warmluft-Strömungspfad 8 herum in die erste Mischkammer 10 geleitet werden. Damit kann zum Beispiel der durch den Bypass-Strömungspfad 32c geförderte Teilluftmassenstrom um den Verdampfer 21 herum direkt zum Warmluft-Strömungspfad 8 und durch den zweiten Heizwärmeübertrager 23 geleitet werden, wobei der durch den Verdampfer 21 strömende Teilluftmassenstrom mit Hilfe der Luftleiteinrichtung 31c durch den Luftauslass 30a in die Umgebung verbracht wird. Der Warmluft-Strömungspfad 8 ist mit dem Heizwärmeübertrager 23 gegenüber dem Bereich um den Verdampfer 21, insbesondere den Kaltluft-Strömungspfad 6c, abgeschlossen. Dadurch wird der warme und damit nicht durch den Verdampfer 21 geleitete sowie nicht abgekühlte Teilluftmassenstrom direkt zum Heizwärmeübertrager 23 gefördert, was die erforderliche Leistung zum Erwärmen des Teilluftmassenstroms infolge der höheren Anströmtemperatur des Teilluftmassenstroms am Heizwärmeübertrager 23 reduziert. Gleichzeitig wird der durch den Verdampfer 21 strömende Teilluftmassenstrom abgekühlt und/oder entfeuchtet, wobei die Wärme von der Luft in das Kältemittel übertragen wird.
In den 6a und 6b ist ein Klimatisierungssystem 1d, ähnlich dem Klimatisierungssystem 1c aus den 5a und 5b, mit den Wärmeübertragern 21, 11, 23 zum Konditionieren der Luftmassenströme und einem Gehäuse 2d mit dem Kaltluft-Strömungspfad 6c und dem Warmluft-Strömungspfad 8 sowie den Luftauslässen 3, 4, 5 in den Fahrgastraum dargestellt. Das Gehäuse 2d weist gemäß dem Gehäuse 2a aus den 3a und 3b den im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades 6c und vor dem Einlass in den Warmluft-Strömungspfad 8 ausgebildeten Luftauslass 30a in die Umgebung des Gehäuses 2d und den in die zweite Mischkammer 35c einmündenden Bypass-Strömungspfad 32c um den als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager 21 sowie eine im Bereich der Einmündung des Bypass-Strömungspfades 32c angeordnete, zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbare Luftleiteinrichtung 37 auf.
Der Unterschied zwischen den Klimatiserungssystemen 1c aus den 5a und 5b zum Klimatisierungssystem 1d aus den 6a und 6b besteht in der alternativen Ausgestaltung der Kombination der Luftklappe 31l des Luftauslasses 30a mit der Luftklappe 9 des Warmluft-Strömungspfades 8 sowie der Luftleiteinrichtung 37 des Klimatisierungssystems 1d im Vergleich zur Kombination der Luftklappe 9 des Warmluft-Strömungspfades 8 mit der Luftleiteinrichtung 31c des Klimatisierungssystems 1c. Je nach Anordnung und Verstellung der Luftklappen 31l, 9 sowie der Luftleiteinrichtung 37 sind die zum Klimatisierungssystem 1c aus den 5a und 5b erläuterten Betriebsmodi einstellbar, sodass in einer ersten Endstellung gemäß 6a der Luftauslass 30a in die Umgebung verschlossen ist, während der Kaltluft-Strömungspfad 6c in Richtung der zweiten Mischkammer 35c beziehungsweise des Warmluft-Strömungspfades 8 geöffnet ist und in einer zweiten Endstellung gemäß 6b der Luftauslass 30a in die Umgebung geöffnet ist, während der Kaltluft-Strömungspfad 6c in Richtung der zweiten Mischkammer 35c beziehungsweise des Warmluft-Strömungspfades 8 verschlossen ist.
In den 7a und 7b ist ein Klimatisierungssystem 1e, ähnlich dem Klimatisierungssystem 1c aus den 5a und 5b, mit den Wärmeübertragern 21, 11, 23 zum Konditionieren der Luftmassenströme und einem Gehäuse 2e mit einem Kaltluft-Strömungspfad 6e und einem Warmluft-Strömungspfad 8 sowie den Luftauslässen 3, 4, 5 in den Fahrgastraum dargestellt. Das Gehäuse 2e weist gemäß dem Gehäuse 2b aus den 4a und 4b einen im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades 6e ausgebildeten Luftauslass 30b in die Umgebung des Gehäuses 2e, insbesondere des Kraftfahrzeugs, auf. Der Luftauslass 30b ist dabei wiederum in einer im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der Luft angeordneten Ebene, auf einer entgegengesetzt zum Einlass in den Warmluft-Strömungspfad 8 ausgebildeten Seite des Kältluft-Strömungspfades 6b angeordnet.
Im Unterschied zum Klimatisierungssystem 1c aus den 5a und 5b ist das Gehäuse 2e mit einem im Bereich des Warmluft-Strömungspfades 8 in eine zweite Mischkammer 35e einmündenden Bypass-Strömungspfad 32e um den als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager 21 ausgebildet. Der Querschnitt des Bypass-Strömungspfades 32e wird mit einer zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbaren Luftleiteinrichtung 34 verschlossen oder geöffnet. Je nach Stellung der Luftleiteinrichtung 34 wird ein Anteil des in das Gehäuse 2e geförderten Luftmassenstroms um den Verdampfer 21 herumgeleitet. Das Gehäuse 2e weist des Weiteren die zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbare Luftklappe 31l des Luftauslasses 30b in die Umgebung auf.
In einer ersten Endstellung der Luftklappe 31l und der Luftleiteinrichtung 34 gemäß 7a sind sowohl der Luftauslass 30b in die Umgebung als auch der Bypass-Strömungspfad 32e verschlossen, während der Kaltluft-Strömungspfad 6e in Richtung des Warmluft-Strömungspfades 8 beziehungsweise in Richtung der ersten Mischkammer 10 geöffnet ist. Der gesamte in das Gehäuse 2e geförderte Luftmassenstrom wird dabei durch den Kaltluft-Strömungspfad 6e in die zweite Mischkammer 35e geleitet. Anschließend wird der Luftmassenstrom gemäß der Einstellung der zwischen der zweiten Mischkammer 35e und der ersten Mischkammer 10 angeordneten Luftklappe 36 und der Luftklappe 9 des Warmluft-Strömungspfades 8 entweder in Anteilen oder vollständig durch den Warmluft-Strömungspfad 8 beziehungsweise um den Warmluft-Strömungspfad 8 herum in die erste Mischkammer 10 geleitet. Bei einer Aufteilung des Luftmassenstroms werden die Teilluftmassenströme in der Mischkammer 10 vermischt.
In einer zweiten Endstellung der Luftklappe 31l und der Luftleiteinrichtung 34 gemäß 7b ist der Luftauslass 30b in die Umgebung geöffnet, während der Kaltluft-Strömungspfad 6e in Richtung des Warmluft-Strömungspfades 8 und in Richtung der ersten Mischkammer 10 verschlossen ist. Der in das Gehäuse 2e geförderte Luftmassenstrom wird dabei in Anteilen durch den Bypass-Strömungspfad 32e und durch den Kaltluft-Strömungspfad 6e geleitet. Der durch den Kaltluft-Strömungspfad 6e und damit durch den Verdampfer 21 geförderte Teilluftmassenstrom wird abgekühlt und/oder enfeuchtet und anschließend durch den Luftauslass 30b in die Umgebung des Gehäuses 2e verbracht. Der durch den Bypass-Strömungspfad 32e geförderte Teilluftmassenstrom wird bei geöffneter Luftklappe 9 des Warmluft-Strömungspfades 8 vollständig durch den Warmluft-Strömungspfad 8 in die erste Mischkammer 10 geleitet. Damit wird der durch den Bypass-Strömungspfad 32e geförderte Teilluftmassenstrom, wie bei den Klimatisierungssystemen 1c, 1d aus den 5b, 6b um den Verdampfer 21 herum direkt zum Warmluft-Strömungspfad 8 und durch den zweiten Heizwärmeübertrager 23 geleitet, wobei der durch den Verdampfer 21 strömende Teilluftmassenstrom mit Hilfe der Luftklappe 31l und der Luftleiteinrichtung 34 durch den Luftauslass 30b in die Umgebung verbracht wird. Der Warmluft-Strömungspfad 8 mit dem Heizwärmeübertrager 23 ist gegenüber dem Bereich um den Verdampfer 21, insbesondere den Kaltluft-Strömungspfad 6e, abgeschlossen.
Wenn zudem jeweils der innerhalb des Kühlmoduls des Kraftfahrzeugs angeordnete zweite Kondensator/Gaskühler 24 mittels der Luftklappen 25 verschlossen ist und gleichzeitig warme Luft aus dem Fahrgastraum als Umluft zum Verdampfer 21 gefördert wird, kann die Effizienz des Klimatisierungssystems 1c, 1d, 1e weiter erhöht werden.
Die Gehäuse 2a, 2b, 2c, 2d, 2e sind jeweils mit Frischluft aus der Umgebung, Umluft aus dem Fahrgastraum oder einer Mischung aus Frischluft und Umluft beaufschlagbar.
Aus den 8a und 8b geht das Klimatisierungssystem 1c aus den 5a und 5b mit einer in Strömungsrichtung der Luft vorgelagert angeordneten Luftführungsanordnung 40 zum gezielten Zuleiten von Luftmassenströmen zum Verdampfer 21 beziehungsweise zum Bypass-Strömungspfad 32c um den Verdampfer 21 hervor. Die Luftführungsanordnung 40 weist ein zweiflutiges Gebläse 47 zum Ansaugen von Frischluft aus der Umgebung und/oder Umluft aus dem Fahrgastraum sowie eine als Luftklappe 53 ausgebildete Luftleiteinrichtung auf.
Das Gebläse saugt dabei die Frischluft in Strömungsrichtung 43 durch einen Frischlufteinlass 41 und die Umluft in Strömungsrichtung 44 durch einen Umlufteinlass 42 an. Die Querschnitte des Frischlufteinlasses 41 und des Umlufteinlasses 42 werden jeweils mit einer Luftklappe 45, 46 verschlossen oder geöffnet. Im Bereich des Gebläses 47 können die ansonsten strömungstechnisch getrennt voneinander ausgebildeten Frischlufteinlass 41 und der Umlufteinlass 42 mittels einer Luftklappe 48 miteinander verbunden werden. Die Luftklappen 45, 46, 48 sind jeweils zwischen zwei Endstellungen geöffnet und verschlossen beweglich verstellbar ausgebildet. In Abhängigkeit der Stellungen der Luftklappen 45, 46, 48 werden den einzelnen Laufrädern des zweiflutigen Gebläses 47 Frischluft, Umluft oder eine Mischung aus Frischluft und Umluft zugeführt. Das erste Laufrad des Gebläses 47 fördert dabei einen Luftmassenstrom in einen ersten Strömungspfad 50, während das zweite Laufrad des Gebläses 47 einen Luftmassenstrom in einen zweiten Strömungspfad 51 fördert. Die innerhalb eines Diffusors ausgebildeten Strömungspfade 50, 51 sind mit einer Trennwand 52 strömungstechnisch voneinander getrennt. Der Diffusor dient als Verbindungselement zwischen der Luftführungsanordnung 40 und dem Gehäuse 2c.
Im Bereich einer zwischen zwei Endstellungen beweglich verstellbaren Luftleiteinrichtung 53 weist die Trennwand 52 eine Öffnung auf. In einer ersten Endstellung der als Luftklappe ausgebildeten Luftleiteinrichtung 53, gemäß 8b, ist die Luftleiteinrichtung 53 fluchtend zur Trennwand 52 ausgerichtet. Die Luftleiteinrichtung 53, aufgrund der Anordnung auch als Diffusorklappe bezeichnet, und die Öffnung sind geschlossen. Der Bypass-Strömungspfad 32c ist geöffnet. Die durch den Diffusor geleiteten Luftmassenströme sind dabei derart getrennt, dass der vom ersten Laufrad des Gebläses 47 geförderte Luftmassenstrom ausschließlich in den Bypass-Strömungspfad 32c geleitet und der vom zweiten Laufrad des Gebläses 47 geförderte Luftmassenstrom ausschließlich dem Verdampfer 21 zuführt werden. In einer zweiten Endstellung der Luftleiteinrichtung 53, gemäß 8a, liegt die Luftleiteinrichtung 53 an einer Außenwandung der Luftführungsanordnung 40 derart an, dass die Öffnung der Trennwand 52 sowie die Luftleiteinrichtung 53 geöffnet und der Bypass-Strömungspfad 32c geschlossen sind. Die von den Laufrädern des Gebläses 47 geförderten Luftmassenströme werden als Gesamtluftmassenstrom dem Verdampfer 21 zugeführt. Bei einer Zwischenstellung der Luftleiteinrichtung 53 zwischen den Endstellungen wird der mit dem ersten Laufrad des Gebläses 47 geförderte Luftmassenstrom anteilig in den Bypass-Strömungspfad 32c geleitet und zusätzlich zum vom zweiten Laufrad des Gebläses 47 geförderten Luftmassenstrom dem Verdampfer 21 zuführt.
Die Luftführungsanordnung 40 ist mit dem Frischlufteinlass 41, dem Umlufteinlass 42, den dazugehörigen Luftklappen 45, 46, 48 den Laufrädern des Gebläses 47 und den Strömungspfaden 50, 51 derart ausgebildet, dass die Frischluft durch den ersten Strömungspfad 50 bevorzugt zum Bypass-Strömungspfad 32c geleitet wird, während die Umluft durch den zweiten Strömungspfad 51 bevorzugt dem Verdampfer 21 zugeführt wird. Dabei sind sowohl die Luftklappen 45, 46, 48 als auch die in der Trennwand 52 ausgebildete Luftleiteinrichtung 53 geschlossen. Mit der Stellung der Luftklappe 48 wird eine Zuführung eines Luftmassenstromes, beispielsweise Frischluft oder Umluft, zu beiden Laufrädern des Gebläses 47 bei gleichzeitigem Verschließen eines Einlasses 41, 42 ermöglicht.
Die Laufräder des Gebläses 47 können alternativ fest miteinander gekoppelt oder getrennt voneinander regelbar ausgebildet sein. Die getrennt voneinander regelbaren Laufräder des Gebläses 47 bewirken eine vorteilhafte Dynamik des Klimatisierungssystems 1c, da der erste Strömungspfad 50, beispielsweise im Zustrom zum Heizwärmeübertrager 23, und der zweite Strömungspfad 51 zum Verdampfer 21 mit Luftmassenströmen unterschiedlicher Geschwindigkeiten beaufschlagbar sind und damit ein schnelles Reagieren auf veränderte Betriebszustände ermöglichen.
Aus den 9a und 9b geht das Klimatisierungssystem 1c mit der Luftführungsanordnung 40 ähnlich der aus den 8a und 8b hervor. Der Unterschied zwischen den Systemen liegt in der Ausbildung der Trennwand 52 mit der als kompakte Luftklappe ausgebildeten Luftleiteinrichtung 53 nach den 8a und 8b im Vergleich zur als klappbares Wandelement ausgebildeten Luftleiteinrichtung 54 nach den 9a und 9b. Die Luftleiteinrichtung 54 ersetzt dabei die gesamte mit der Luftleiteinrichtung 53 versehene Trennwand 52. Zur Erklärung der einzelnen Funktionen der Luftleiteinrichtung 54 wird auf die Ausführungen zu den 8a und 8b verwiesen.
In Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen werden beim Betrieb des Klimatisierungssystems 1c gemäß der 8a, 8b, 9a, 9c durch unterschiedliche Stellungen der Luftklappen 36, 45, 46 und Luftleiteinrichtungen 31c, 53, 54 jeweils eine möglichst hohe Effizienz der Klimatisierung des Fahrgastraums, insbesondere beim Betrieb im Nachheizmodus, erreicht. Dabei werden verschiedene Kombinationen aus Luftzufuhr zu den Laufrädern des Gebläses 47, durch den Bypass-Strömungspfad 32c und zum Verdampfer 21 sowie der Ausströmung aus dem Gehäuse 2c eingestellt. Die wichtigsten Betriebsmodi sind in der Tabelle gemäß 10 zusammengefasst.
Bezugszeichenliste

1‘, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e: Klimatisierungsystem
2‘, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e: Gehäuse
3, 4, 5: Luftauslass Fahrgastraum
3l, 4l, 5l: Luftklappe Luftauslass Fahrgastraum 3, 4, 5
6‘, 6a, 6b, 6c, 6e: Kaltluft-Strömungspfad
7: Luftklappe Kaltluft-Strömungspfad
8: Warmluft-Strömungspfad
9: Luftklappe Warmluft-Strömungspfad
10: erste Mischkammer
11: erster Heizwärmeübertrager
20: Kältemittelkreislauf
21: Wärmeübertrager, Verdampfer
22: Verdichter
23‘: zweiter Heizwärmeübertrager
23: Wärmeübertrager, zweiter Heizwärmeübertrager, erster Kondensator/Gaskühler
24: Wärmeübertrager, zweiter Kondensator/Gaskühler
25: Luftklappen Wärmeübertrager 24
26: Expansionsorgan
30a, 30b: Luftauslass Umgebung
31l: Luftklappe Luftauslass Umgebung 30a, 30b
31c: Luftleiteinrichtung Luftauslass Umgebung 30a
32c, 32e: Bypass-Strömungspfad
33c: Luftklappe Bypass-Strömungspfad 32c
34: Luftleiteinrichtung Bypass-Strömungspfad 32e
35c, 35e: zweite Mischkammer
36: Luftklappe Mischkammer
37: Luftleiteinrichtung
40: Luftführungsanordnung
41: Frischlufteinlass, Einlass
42: Umlufteinlass, Einlass
43: Strömungsrichtung Frischluft
44: Strömungsrichtung Umluft
45: Luftklappe Frischlufteinlass 41
46: Luftklappe Umlufteinlass 42
47: zweiflutiges Gebläse
48: Luftklappe Zuströmung Gebläse 47
49: Diffusor
50: erster Strömungspfad
51: zweiter Strömungspfad
52: Trennwand Strömungspfade 50, 51
53: Luftleiteinrichtung
54: Luftleiteinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011052752 A1 [0007]
DE 102012108891 A1 [0008]

Claims

Klimatisierungssystem (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zur Konditionierung der Luft eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs, welches für den Betrieb im Kälteanlagenmodus zum Kühlen und im Wärmepumpenmodus zum Heizen der Luft sowie im Nachheizmodus ausgebildet ist, wobei die Einstellung des Betriebsmodus über die Steuerung von Luftklappen (7, 9, 31l, 33c, 36) und Luftleiteinrichtungen (31c, 34, 37) erfolgt, aufweisend – ein Gehäuse (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) mit einem Kaltluft-Strömungspfad (6a, 6b, 6c, 6e) und einem Warmluft-Strömungspfad (8) zum Leiten von Luft sowie einem Luftauslass (30a, 30b), welcher im Bereich des Kaltluft-Strömungspfades (6a, 6b, 6c, 6e) zum Auslassen der Luft in die Umgebung des Klimatisierungssystems (1) ausgebildet ist, wobei der Warmluft-Strömungspfad (8) vom Kaltluft-Strömungspfad (6a, 6b, 6c, 6e) abzweigt sowie der Kaltluft-Strömungspfad (6a, 6b, 6c, 6e) und der Warmluft-Strömungspfad (8) in eine erste Mischkammer (10) münden, – einen Kältemittelkreislauf (20) mit einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (21), einem Verdichter (22), einem als ersten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (23), einem als zweiten Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager (24) und einem Expansionsorgan (26), wobei der Verdampfer (21) innerhalb des Kaltluft-Strömungspfades (6c, 6e), der erste Kondensator/Gaskühler (23) als ein Heizwärmeübertrager (23) innerhalb des Warmluft-Strömungspfades (8) und der zweite Kondensator/Gaskühler (24) außerhalb des Gehäuses (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) angeordnet sind, wobei der Luftauslass (30a, 30b) und der Warmluft-Strömungspfad (8) in Strömungsrichtung der Luft nach dem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (21) vom Kaltluft-Strömungspfad (6a, 6b, 6c, 6e) abzweigend ausgebildet sind.
Klimatisierungssystem (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappen (9, 31l) und die Luftleiteinrichtungen (31c, 34, 37) derart verstellbar ausgebildet und angeordnet sind, dass ein über die Wärmeübertragungsfläche des als Verdampfer betriebenen Wärmeübertragers (21) geleiteter Luftmassenstrom direkt durch den Luftauslass (30a, 30b) in die Umgebung geleitet wird.
Klimatisierungssystem (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kondensator/Gaskühler (23) und der zweite Kondensator/Gaskühler (24) innerhalb des Kältemittelkreislaufs (20) in Strömungsrichtung des Kältemittels nacheinander angeordnet sind.
Klimatisierungssystem (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kondensator/Gaskühler (24) mit Umgebungsluft beaufschlagbar angeordnet ist, wobei zum Einstellen des Luftmassenstroms der Umgebungsluft in Strömungsrichtung der Umgebungsluft vor dem Kondensator/Gaskühler (24) Luftklappen (25) angeordnet sind.
Klimatisierungssystem (1c, 1d, 1e) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2c, 2d, 2e) mit einem Bypass-Strömungspfad (32c, 32e) um den als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager (21) ausgebildet ist, wobei der Bypass-Strömungspfad (32c, 32e) mittels einer Luftklappe (33c) oder einer Luftleiteinrichtung (34, 53, 54), welche beweglich stufenlos verstellbar ist, verschließbar und öffenbar ausgebildet ist.
Klimatisierungssystem (1c, 1d, 1e) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass-Strömungspfad (32c, 32e) und der Kaltluft-Strömungspfad (6c, 6e) in eine zweite Mischkammer (35c, 35e) mündend ausgebildet sind.
Klimatisierungssystem (1c, 1d, 1e) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappen (9, 33c, 36) und die Luftleiteinrichtungen (31c, 34, 37) derart verstellbar ausgebildet und angeordnet sind, dass ein durch den Bypass-Strömungspfad (32c, 32e) geleiteter Luftmassenstrom direkt in den Warmluft-Strömungspfad (8) geleitet wird.
Klimatisierungssystem (1c) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (31c) zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbar ausgebildet ist, wobei in einer ersten Endstellung der Luftleiteinrichtung (31c) der Luftauslass (30a) verschlossen sowie ein Kaltluft-Strömungspfad (6c) in Richtung der zweiten Mischkammer (35c) und des Warmluft-Strömungspfades (8) geöffnet sind und in einer zweiten Endstellung der Luftleiteinrichtung (31c) der Luftauslass (30a) geöffnet sowie der Kaltluft-Strömungspfad (6c) in Richtung der zweiten Mischkammer (35c) und des Warmluft-Strömungspfades (8) verschlossen sind.
Klimatisierungssystem (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Warmluft-Strömungspfades (8) neben dem ersten Kondensator/Gaskühler (23) des Kältemittelkreislaufs (20) ein weiterer Heizwärmeübertrager (11) angeordnet ist, wobei die Heizwärmeübertrager (11, 23) in Strömungsrichtung des durch den Warmluft-Strömungspfad (8) geleiteten Luftmassenstroms nacheinander angeordnet sind.
Klimatisierungssystem (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwärmeübertrager (11) als Komponente eines Kühlmittelkreislaufs ausgebildet ist, und dass der erste Heizwärmeübertrager (11) in Strömungsrichtung des durch den Warmluft-Strömungspfad (8) geleiteten Luftmassenstroms vor dem als Kondensator/Gaskühler (23) ausgebildeten zweiten Heizwärmeübertrager (23) angeordnet ist.
Luftführungsanordnung (40) zum gezielten Zuleiten von Luftmassenströmen in ein Gehäuse (2c) eines Klimatisierungssystems (1c) zur Konditionierung der Luft eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs, aufweisend – ein Gebläse (47) zum Ansaugen von Frischluft aus der Umgebung und/oder Umluft aus dem Fahrgastraum, – einen Frischlufteinlass (41) und einen Umlufteinlass (42) jeweils mit einer Luftklappe (45, 46), wobei die Querschnitte des Frischlufteinlasses (41) und des Umlufteinlasses (42) mit der Luftklappe (45, 46) verschließbar und öffenbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet dass – eine Diffusor mit mindestens zwei Strömungspfaden (50, 51) ausgebildet ist, welche strömungstechnisch voneinander getrennt sind und – das Gebläse (47) mit zwei Laufrädern zweiflutig ausgebildet ist, wobei das erste Laufrad zum Fördern eines Luftmassenstroms durch den ersten Strömungspfad (50) und das zweite Laufrad zum Fördern eines Luftmassenstroms durch den zweiten Strömungspfad (51) ausgebildet ist.
Luftführungsanordnung (40) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischlufteinlass (41) und der Umlufteinlass (42) strömungstechnisch miteinander verbindbar sind, wobei eine zwischen dem Frischlufteinlass (41) und dem Umlufteinlass (42) ausgebildete Öffnung mittels einer Luftklappe (48) verschließbar und öffenbar ausgebildet ist.
Luftführungsanordnung (40) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb des Diffusors ausgebildeten Strömungspfade (50, 51) strömungstechnisch miteinander verbindbar sind, wobei eine zwischen den Strömungspfaden (50, 51) ausgebildete Öffnung mittels einer Luftleiteinrichtung (53, 54) verschließbar und öffenbar ausgebildet ist.
Klimatisierungssystem (1c) nach einem der Ansprüche 5 bis 10 mit einer in Strömungsrichtung der Luft vorgelagert angeordneten Luftführungsanordnung (40) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 zum gezielten Zuleiten von Luftmassenströmen in den Kaltluft-Strömungspfad (6c) und in den Bypass-Strömungspfad (32c) des Gehäuses (2c), wobei – der als Verdampfer betriebene Wärmeübertrager (21) innerhalb des Kaltluft-Strömungspfades (6c) angeordnet ist, – der Diffusor der Luftführungsanordnung (40) als Verbindungselement zum Gehäuse (2c) ausgebildet ist und – der erste Strömungspfad (50) in den Bypass-Strömungspfad (32c) mündet sowie der zweite Strömungspfad (51) in den Kaltluft-Strömungspfad (6c) mündet.
Klimatisierungssystem (1c) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (53, 54) zwischen zwei Endstellungen stufenlos verstellbar ausgebildet ist, wobei – in einer ersten Endstellung der Luftleiteinrichtung (53, 54) die zwischen den Strömungspfaden (50, 51) ausgebildete Öffnung verschlossen ist und die Strömungspfade (50, 51) geöffnet sind, – in einer zweiten Endstellung der Luftleiteinrichtung (53, 54) die zwischen den Strömungspfaden (50, 51) ausgebildete Öffnung geöffnet ist und der erste Strömungspfad (50) geschlossen ist.