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Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Klimaanlagen kommen in unterschiedlichen Formen und Anwendungsbereichen zum Einsatz. Ein prominenter Bereich ist der Kraftfahrzeugbereich, nachdem die meisten modernen Kraftfahrzeuge mit einer Klimatisierungseinrichtung ausgerüstet werden. Sie dient dazu, Luft zu klimatisieren respektive zu temperieren, insbesondere zu kühlen, wenn die gewünschte Luft im Innenraum respektive in der Fahrgastzelle kühler als die Außenluft sein soll.
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Eine Klimatisierungseinrichtung umfasst üblicherweise einen Fluidkreislauf, in den ein Verdampfer, an dem Kondenswasser anfällt, geschaltet ist. Der Verdampfer stellt eine Wärmesenke dar. Er ist beispielsweise in eine Luftverteilungs- oder Luftleitungseinrichtung im Kraftfahrzeug gesetzt respektive kommuniziert mit dieser, so dass zu kühlende Luft an ihm vorbei streicht und gekühlt wird. In der Luft enthaltene Feuchtigkeit kondensiert am Verdampfer und fällt als Kondenswasser an. Die Luft wird hierüber also nicht nur gekühlt, sondern gleichzeitig auch entfeuchtet. Das anfallende Kondenswasser wird zumeist an die Umwelt abgegeben, insbesondere wenn die Klimatisierungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug verbaut ist. Das heißt, dass das Kondenswasser letztlich nach unten abtropft. Typisch hierfür ist im Sommer die Pfützenbildung unter einem Kraftfahrzeug. Dies ist mitunter jedoch nicht gewünscht.
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Aus JP H05- 147 437 A ist eine Klimatisierungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem das an einem Verdampfer anfallende Kondenswasser in einem Sammelbehälter aufgefangen wird. Im Sammelbehälter ist eine Ionisationseinrichtung zur Reinigung des Kondenswassers vorgesehen. Das gereinigte Kondenswasser kann per Pumpeinrichtung zum Verdampfer zurückgeführt werden, wo es auf die Oberfläche des Verdampfers aufgesprüht wird. Ferner ist am Sammelbehälter ein steuerbares Auslassventil vorgesehen.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Klimatisierungseinrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Klimatisierungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird das anfallende Kondenswasser zunächst in einem Sammelbehälter aufgefangen. Ist die Klimatisierungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug verbaut, so tropft das Kondenswasser folglich nicht frei ab, sondern wird gezielt aufgefangen.
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In dem Sammelbehälter ist darüber hinaus eine über eine Steuerungseinrichtung steuerbare Wasserreinigungseinrichtung vorgesehen, mit der das Kondenswasser gereinigt werden kann, bevor es zu einem späteren Zeitpunkt aus dem Sammelbehälter abgegeben wird. Hiermit kann der Keimbildung sowie der Bildung von Algen oder einem Biofilm und ähnlichem im Sammelbehälter respektive dem Kondenswasser entgegengewirkt werden, das heißt, dass mit der Wasserreinigungseinrichtung das Kondenswasser sowie der Sammelbehälter keimfrei gehalten respektive keimfrei gemacht werden kann. Auch bei längerer Standzeit des Kondenswassers im Sammelbehälter kann das Wasser gereinigt werden, bevor es abgegeben wird.
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Dies führt insgesamt dazu, dass es zum einen nicht mehr zur Pfützenbildung unter dem Fahrzeug kommt, wenn dieses beispielsweise vor dem Haus geparkt ist. Denn das Kondenswasser wird aufgefangen und kann zu einem späteren Zeitpunkt an anderer Stelle abgegeben werden. Darüber hinaus ist sichergestellt, dass das abgegebene Wasser auch rein ist, was aus Umweltschutzgründen zweckmäßig ist, wie auch sichergestellt werden kann, dass der Sammelbehälter gesäubert werden kann.
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Die Reinigungseinrichtung ist bevorzugt eine Ionisationseinrichtung, die mit Hochspannung arbeitet, um im umgebenden Medium positiv geladene Ionen zu erzeugen. Bevorzugt befindet sich die lonisationseinrichtung möglichst bodennah, so dass sie auch bei niedrigem Wasserstand vom Wasser überdeckt ist. Durch Anlegen eines hohen elektrischen Feldes zwischen zwei Elektroden kann nun das dazwischen befindliche Medium ionisiert werden. Die hierbei erzeugten positiv geladenen Teilchen neutralisieren im Wasser befindliche negative Teilchen, die bevorzugt an etwaigen Bakterienkulturen anhaften, die ohne Behandlung zur Bildung von Algen und ähnlichem führen. Diese Neutralisation führt nun dazu, dass eine Keimbildung respektive eine Algenbildung von Haus aus unterdrückt wird.
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Der Betrieb der Wasserreinigungseinrichtung respektive der Ionisationseinrichtung wird selbstverständlich über eine geeignete Steuerungseinrichtung gesteuert, so dass folglich nicht dauernd eine Reinigung erfolgt, sondern beispielsweise in einem vorbestimmten Zeitschema oder in Abhängigkeit des Füllstands des Kondenswassers im Sammelbehälter, der über einen geeigneten Sensor erfasst wird oder Ähnliches.
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Darüber hinaus kann auch behälterseitig ein Sensor zur Erfassung wenigstens einer den Reinheitsgrad des Kondenswassers beschreibenden Information vorgesehen sein, wobei der Betrieb der Wasserreinigungseinrichtung in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses steuerbar ist. Es wird folglich mit dem Sensor eine Erfassung der Wasserreinheit vorgenommen. Stellt sich heraus, dass Keime vorhanden sind respektive eine entsprechende Konzentration gegeben ist, kann die Wasserreinigungseinrichtung respektive die lonisationseinrichtung angesteuert und die Reinigung vorgenommen werden. Dieser Sensor kann zusätzlich natürlich auch zur Erfassung des Füllstands vorgesehen sein.
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In Weiterbildung der Erfindung kann eine Fördereinrichtung zum bedarfsabhängigen Fördern des Kondenswassers zu einer Luftverteilungseinrichtung der Klimatisierungseinrichtung vorgesehen sein. Diese Fördereinrichtung, üblicherweise eine kleine Pumpe, kann natürlich ebenfalls über die Steuerungseinrichtung gesteuert werden. Mit ihr ist es möglich, das gereinigte Wasser der Luftverteilungseinrichtung zuzuführen, so dass die in den Innenraum geblasene, gekühlte Luft nachträglich erneut leicht angefeuchtet wird, was das Raumklima verbessert. Der Betrieb dieser Fördereinrichtung kann ebenfalls in Abhängigkeit eines oder mehrerer Sensoren im Fahrzeuginnenraum, die beispielsweise die dortige Luftfeuchtigkeit messen, gesteuert werden und Ähnliches.
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Die Luftverteilungseinrichtung umfasst zu diesem Zweck bevorzugt eine Sprühlanze, über die das ihr zugeführte Kondenswasser der zu verteilenden Luft zuführbar ist. Diese Sprühlanze mündet beispielsweise in einem entsprechenden Luftschacht oder Luftrohr kurz vor einer Luftdüse, so dass das zuzuführende Wasser respektive die Feuchtigkeit möglichst unmittelbar vor dem Ausblasen in den Innenraum zugeführt wird. Die eingedüste Feuchtigkeit wird über den Luftstrom mitgenommen.
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Dabei kann die Fördereinrichtung natürlich auch in Abhängigkeit des Betriebs der Luftverteilungseinrichtung gesteuert werden. Denn das Zuführen von Feuchtigkeit macht insbesondere dann Sinn, wenn eben Luft eingeblasen wird, so dass die eingesprühte Feuchtigkeit auch mitgenommen wird.
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Erfindungsgemäß ist gehäuseseitig ein über ein steuerbares Ablassventil öffen- und schließbarer Wasserauslass vorgesehen. Dieses über die Steuerungseinrichtung bei Bedarf aufmach- und schließbare Ablassventil ermöglicht es folglich bei Bedarf das gesammelte Kondenswasser abzulassen. Dies ermöglicht es, das Kondenswasser beispielsweise an einem Ort abzulassen, der weitgenug vom eigenen Haus entfernt ist, also beispielsweise in Abhängigkeit der Information bezüglich der Ist-Position des Fahrzeugs relativ zu einer Heimatadresse. Ergibt sich, dass das Fahrzeug nicht vor dem eigenen Haus steht, kann das Kondenswasser abgelassen werden, bevorzugt natürlich auf öffentlicher Straße. Dies ist ohne weiteres möglich, nachdem das Kondenswasser ja hochrein ist. Die Steuerung kann auch in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit erfolgen, so dass der Sammelbehälter auch während der Fahrt abgelassen werden kann und ähnliches.
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Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführung der Erfindung kann das Ablassventil auch in Abhängigkeit einer die Umgebungstemperatur beschreibenden Information eines Temperatursensors steuerbar sein. Dies verhindert, dass sich bei tiefen Temperaturen noch Kondenswasser im Sammelbehälter befindet, ein Einfrieren kann verhindert werden.
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Darüber hinaus kann schließlich gehäuseseitig auch ein Überlaufauslass vorgesehen sein, der verhindert, dass sich das Kondenswasser rückstaut.
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Neben der Klimatisierungseinrichtung selbst betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Klimatisierungseinrichtung der beschriebenen Art.
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Sämtliche Ausführungen betreffend die Klimatisierungseinrichtung gelten gleichermaßen auch für das Kraftfahrzeug, soweit sie zusätzliche, kraftfahrzeugspezifische Informationen betreffen, wie beispielsweise die Verwendung einer Positionsbestimmungseinrichtung, also eines Navigationssystems zur Erfassung der Ist-Position des Fahrzeugs zur Steuerung des Ablassventils, oder die Erfassung einer Geschwindigkeitsinformation zur Steuerung des Ablassventils oder einen Temperatursensor zur Steuerung des Ablassventils oder einen Feuchtesensor zur Steuerung der Fördereinrichtung und Ähnliches.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung, von der nur die relevanten Teile dargestellt sind, und deren Verdampfer in eine Luftverteilungseinrichtung integriert ist, und
- 2 eine detailliertere Prinzipdarstellung der relevanten Teile der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 mit einer Luftverteilungseinrichtung 2 umfassend exemplarisch ein Gebläse 3 mit einer Zuleitung 4 für Frischluft sowie einer Zuleitung 5 für einen Umluftbetrieb, also einem Umwälzen der Innenraumluft des Kraftfahrzeugs.
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Dem Gebläse 3 folgt ein Luftkanalbauteil 6, das zu einer Luftauslassdüse 27, die zum Kraftfahrzeuginnenraum gerichtet ist, führt, welche hier nur exemplarisch dargestellt ist.
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In das Luftkanalbauteil 6 ist als Teil einer Klimatisierungseinrichtung 7 ein Verdampfer 8 geschaltet, der im Betrieb der Klimatisierungseinrichtung 7 eine Wärmesenke darstellt, und der es ermöglicht, dass die an ihm vorbeigeförderte und dem Innenraum zuzuführende Luft gekühlt wird.
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Betriebsbedingt fällt im Verdampfer 8 Kondenswasser 11 an, nachdem die in der zugeführten Luft enthaltene Luftfeuchtigkeit hieran kondensiert. Dieses Kondenswasser 11 wird über eine Ableitung 9 einem Sammelbehälter 10 zugeführt, wo sich das Kondenswasser 11 sammelt.
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In diesem Sammelbehälter 10 ist eine Wasserreinigungseinrichtung 12 angeordnet, die vorzugsweise in Form einer Ionisationseinrichtung 13 ausgeführt ist, die hier nur dem Prinzip nach dargestellt ist. Diese lonisationseinrichtung 13 ist über eine Steuerungseinrichtung 14 ansteuerbar, das heißt, dass ihr Betrieb über die Steuerungseinrichtung 14 gesteuert werden kann, sowohl was den grundsätzlichen An-Aus-Betrieb als auch ihren Funktionsbetrieb angeht. Mit der lonisationseinrichtung 13 wird ein hohes elektrisches Feld erzeugt, das zur Ionisierung von Teilchen in der Umgebung respektive im umgebenden Medium, hier also im zu reinigenden Kondenswasser 11 selbst führt.
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Ersichtlich befindet sich die lonisationseinrichtung 13 im zu reinigenden Medium selbst, wie 2 zeigt. Vorausgesetzt natürlich, dass ein hinreichend hoher Füllstand gegeben ist.
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Die Erfassung des Füllstandes und/oder der Güte des Kondenswassers 11 selbst erfolgt mittels eines am Sammelbehälter 10 angeordneten Sensors 15, der ebenfalls mit der Steuerungseinrichtung 14 kommuniziert. Stellt der Sensor 15 beispielsweise fest, dass erste Keime im Kondenswasser 11 aufgrund einer hinreichend langen Standzeit gebildet werden, so kann die Steuerungseinrichtung 14 die Ionisationseinrichtung 13 ansteuern, so dass diese die Wasserreinigung vornimmt und das dann enthaltene Kondenswasser 11 hochrein, weil keimfrei ist. Der Sensor 15, wenn er nur der Erfassung der Wassergüte dient, kann natürlich auch an anderer Stelle, insbesondere bodenseitig oder bodennah angeordnet sein, so dass er auch bei geringerem Füllstand die Qualität ermitteln kann.
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Stellt der Sensor 15 beispielsweise einen hinreichenden Füllstand fest, so kann auch in Abhängigkeit dieser Information die Wasserreinigung erfolgen. Hierfür kann natürlich auch ein separater Sensor vorgesehen sein. Bei der füllstandabhängigen Reinigung kann folglich die Reinigung nur dann vorgenommen werden, wenn ein hinreichender Wasserstand gegeben ist.
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Ist die Reinigung vorgenommen worden und ist beispielsweise erfasst worden, dass hinreichend viel Kondenswasser 11 in dem Sammelbehälter 10 vorhanden ist, so kann das Kondenswasser 11 abgelassen werden. Hierzu ist erfindungsgemäß ein schaltbares Ablassventil 16, beispielsweise ein einfaches Magnetventil, vorgesehen, das in einen Wasserauslass 17, also eine entsprechende Auslassleitung, geschaltet ist. Das Ablassventil 16 kann ebenfalls über die Steuerungseinrichtung 14 angesteuert werden. Wird es geöffnet, so entleert sich der Sammelbehälter 10.
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Die Ansteuerung des Ablassventils 16 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Zum einen kann es in Abhängigkeit eines Erfassungsergebnisses des Sensors 15 angesteuert werden. Erfasst dieser also beispielsweise eine erste Keimbildung und/oder einen hinreichenden Wasserstand, so kann, nachdem die Ionisationseinrichtung 13 die Reinigung vorgenommen hat, das Ablassventil 16 angesteuert und der Behälter 10 entleert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Ansteuerung auch in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen, wozu die Steuerungseinrichtung 14 mit einer die Geschwindigkeit erfassenden Einrichtung 18 kommuniziert. Die Einrichtung 18 ermittelt die Geschwindigkeit v. Entspricht diese einer Mindestgeschwindigkeit, so kann das Ablassen des Kondenswassers 11 erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung auch in Abhängigkeit einer Erfassung der Ist-Position des Kraftfahrzeugs erfolgen, wozu eine entsprechende Positionserfassungseinrichtung 19 verwendet wird. Die Ist-Position P wird beispielsweise mittels einer solchen Einrichtung 19 in Form eines Navigationsgeräts erfasst. Ergibt sich, dass die Ist-Position eine andere ist als die Heimatposition, also die Position, die als vor dem eigenen Haus definiert ist, so kann das Ablassen erfolgen. Insbesondere kann erfasst werden, ob sich das Kraftfahrzeug beispielsweise auf einer Landstraße oder einer Autobahn befindet, wo die Flüssigkeitsabgabe problemlos möglich ist. Sie ist ganz grundsätzlich an jeder Position möglich, nachdem das abgegebene Wasser hochrein ist.
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Des Weiteren ist, primär aus Sicherheitsgründen, ein Überlauf 20 vorgesehen, aus dem das Kondenswasser tropfen kann, wenn aus welchem Grund auch immer ein gezieltes Ablassen nicht möglich ist. Dies beispielsweise, weil sich das Kraftfahrzeug nach wie vor vor dem eigenen Haus befindet und vermieden werden soll, dass das gesamte Wasser vor dem Haus, obwohl eigentlich erforderlich, abgelassen wird und Ähnliches.
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Vorgesehen ist des Weiteren eine Fördereinrichtung 21, mit der über eine Leitung 22 gereinigtes Kondenswasser 11 aus dem Sammelbehälter 10 angesaugt und beispielsweise über eine Sprühlanze 23 in das Luftkanalbauteil 6 eingeblasen werden kann, bevorzugt im Bereich zwischen dem Verdampfer 8 und der Luftauslassdüse 27. Mit dieser Sprühlanze 23 kann gezielt Feuchtigkeit in die abzugebende Luft geblasen werden, so dass die abzugebende Luft wieder etwas angefeuchtet wird. Der Betrieb der Fördereinrichtung 21 wird ebenfalls über die Steuerungseinrichtung 14 gesteuert, gegebenenfalls gestützt auf eine mittels eines Luftfeuchtesensors 24 erfasste Information bezüglich der Luftfeuchte im Fahrzeuginnenraum. Das heißt, dass die Luftbefeuchtung nur dann erfolgt, wenn dies auch tatsächlich erforderlich ist. Darüber hinaus kann die Ansteuerung der Fördereinrichtung 21 auch in Abhängigkeit der Information über den Betrieb des Gebläses 3 erfolgen. Eine solche Information kann von der Steuerungseinrichtung 14 erfasst und verarbeitet werden.
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Schließlich ist ein Bedienelement 25 dargestellt, das mit der Steuerungseinrichtung 14 kommuniziert. Dieses Bedienelement 25 kann vom Fahrer oder einer im Fahrzeug befindlichen Person benutzt werden, um gezielt das Ablassventil 16 anzusteuern, mithin also gezielt das Kondenswasser 11 abzulassen. Denkbar ist es auch, durch dessen Betätigung die Ionisationseinrichtung 13 anzusteuern, mithin also diese und das Ablassventil 16, so dass zunächst eine Reinigung erfolgt und anschließend das Ablassen. Dies gibt dem Anwender die Möglichkeit, selbst aktiv den Reinigungs- und Ablassvorgang auszulösen.
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Schließlich ist ein Temperatursensor 26 vorgesehen, der mit der Steuerungseinrichtung 14 kommuniziert. Mit ihm wird die Umgebungstemperatur um das Kraftfahrzeug 1 gemessen. Ergibt sich, dass diese nahe oder unter 0°C ist, so wird automatisch das Ablassventil 16 geöffnet, sollte noch Flüssigkeit im Sammelbehälter 10 sein, um ein Einfrieren derselben zu verhindern.
