DE102017200947A1 - Wärmeübertrager für ein Fahrzeug sowie ein Klimagerät und zugehöriges Verfahren - Google Patents

Wärmeübertrager für ein Fahrzeug sowie ein Klimagerät und zugehöriges Verfahren Download PDF

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Sascha Rös
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (4), vorzugsweise für ein Fahrzeug, umfassend eine applikative Schichtung, wobei die applikative Schichtung zumindest zwei Schichtungsstränge (5a, 5b, 5c) umfasst, wobei die applikative Schichtung derart ausgestaltet ist, dass, wenn Zuluft (6) in den Wärmeübertrager (4) in Richtung der applikativen Schichtung zugeführt wird, die Zuluft (6) mittels der applikativen Schichtung in dem jeweiligen Schichtungsstrang (5a, 5b, 5c) in einen zugehörigen Abluftanteil (7a, 7b, 7c) aufgespreizt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Klimagerät (1) und ein zugehöriges Verfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, vorzugsweise für ein Fahrzeug, sowie ein Klimagerät. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufspreizen von Zuluft in dem Wärmeübertrager oder dem Klimagerät.
  • Generell ist es bekannt, dass Klimageräte zur Kühlung und/oder Beheizung des Fahrzeuginnenraumes eines Kraftwagens verwendet werden. Dabei ist es bekannt, dass die Klimageräte für das jeweilige Fahrzeug oder die jeweilige Fahrzeugreihe individuell konstruiert werden.
  • Es ist ferner bekannt, für das Beheizen in einem Klimagerät einen Wärmeübertrager zu verwenden, der die durch diesen strömende Luft erwärmt. Der Wärmeübertrager ist beispielweise in dem Klimagerät angeordnet oder als separates Bauteil ausgeführt. Als separates Bauteil kann der Wärmeübertrager in Teilfunktionen ein Klimagerät bilden.
  • Die Klimageräte weisen sogenannte Leitelemente auf, um Luftströmungen in einem Klimagerät umlenken zu können. Leitelemente können bspw. als bewegliche Klappen ausgebildet sein. Die Leitelemente sind für das jeweilige Klimagerät passend ausgelegt und an vorgegebenen Stellen in diesem angeordnet. Die Leitelemente stellen durch deren Anordnung eine gewünschte Temperatur der Luftströmung zunächst im Klimagerät ein, indem diese Luftmengen/-anteile passend vermischen oder gezielt ineinander lenken. Beispielsweise ist es möglich, einen erwärmten Luftstrom, der mittels eines Wärmeübertragers erwärmt wurde, mit kalter Umgebungsluft von außen durch Stellung der Leitelemente passend für den Fahrzeuginnenraum in dem Klimagerät zu mischen. Für verschiedene Temperaturen von Luftströmungen sind dann mehrere Leitelemente notwendig, die dann jeweils die Luftmengen individuell für die Abgänge durch deren Anordnung zusammenmischen. Die gemischten Anteile werden dann jeweils dem Fahrzeuginnenraum zugeleitet. Dabei erwärmt der Wärmeübertrager die zugeführte Luft immer mit einer bestimmten Temperatur.
  • Somit ermöglichen diese Leitelemente, dass der jeweilige austretende Luftstrom aus dem Klimagerät über die jeweiligen Abgänge (Ausgänge) des Klimagerätes passend eingestellt werden kann. So ist es möglich, dass mittels der Leitelemente an einem Abgang eine größere Menge an erwärmten Luftstrom austritt als an einem anderen Abgang, indem diese den Luftstrom aufteilen, mischen und/oder umlenken. Durch den Austritt von unterschiedlich warmen Luftmengen in den Fahrzeuginnenraum an dem jeweiligen Abgang wird Luft mit unterschiedlicher Temperatur auch in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet. Dadurch ist der Fahrzeuginnenraum (d.h. dem Fahrgastraum) passend erwärmbar.
  • Die DE 10 2007 014 835 A1 offenbart Fahrzeugklimaanlage mit Mitteln zur Kühlung und Heizung von Luft, die ein Gehäuse mit mindestens drei Luftauslässen umfasst. Dabei ist das Mittel zur Heizung der Luft als mindestens ein Heizungswärmeübertrager vorgesehen, der in seiner vertikalen Erstreckung mindestens einen Kaltluftdurchlass aufweist, wobei ein Kaltluftdurchlass zwischen zwei Heizpfaden angeordnet ist.
  • Die DE 198 11 967 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung einer Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, bei dem Luft in horizontal übereinander angeordnete Zonen, wie Fußraum, Oberkörperbereich und Kopfbereich getrennt und mit unterschiedlicher Temperatur eingeblasen wird zum Erhalt einer Temperaturschichtung und bei dem wenigstens eine Links/Rechts-Trennung der Temperaturregelung vorgesehen ist zum getrennten Temperieren von wenigstens Fahrer- und Beifahrerseite. Dabei wird die Temperaturschichtung in Abhängigkeit eines Signals eines Sonneneinstrahlungssensors automatisch eingestellt und nachgeregelt.
  • Die DE 101 42 512 A1 offenbart eine elektrische Heizvorrichtung vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, mit einem von Luft durchströmten Rahmen, der mehrere in Querrichtung des Rahmens nebeneinanderliegende und sich in Längsrichtung des Rahmens erstreckende Heizlamellen haltert, wobei Heizwiderstande so zwischen den Heizlamellen angeordnet sind, dass ein Heizwiderstand mit zwei benachbarten Heizelementen wärmeleitend verbunden ist. Dabei bildet der Rahmen einen in Längsrichtung verlaufenden Temperaturgradienten aus, indem die Heizlamellen so ausgebildet sind, dass der Rahmen zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichem Wärmeübergang aufweist.
  • Nachteilig ist, dass bei Veränderungen bspw. im Fahrgastraum eines Fahrzeuges oder einer Fahrzeugreihe jeweils neue Klimageräte und somit auch die Anordnung der Leitelemente neu entwickelt werden müssen, um eine gute Temperaturverteilung an den Auslässen des jeweiligen Fahrzeuges zu gewährleisten. Alternativ oder ergänzend zu der Veränderung im Fahrgastraum eines Fahrzeuges oder einer Fahrzeugreihe können auch Klimaregelungsphilosophien eine Neuentwicklung veranlassen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, unabhängig von einer bestimmten Produktreihe, wie bspw. einer Fahrzeugreihe oder einer bestimmten Klimaregelungsphilosophie, eine einstellbare Temperaturverteilung an den Abgängen eines Klimagerätes zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Wärmeübertrager, vorzugsweise für ein Fahrzeug, eine applikative Schichtung umfasst, wobei die applikative Schichtung zumindest zwei Schichtungsstränge umfasst, wobei die applikative Schichtung derart ausgestaltet ist, dass, wenn Zuluft in den Wärmeübertrager in Richtung der applikativen Schichtung zugeführt wird, die Zuluft mittels der applikativen Schichtung in dem jeweiligen Schichtungsstrang in einen zugehörigen Abluftanteil aufgespreizt wird.
  • Somit stellt sich beim Austritt aus der applikativen Schichtung eine Abluft mit bestimmten Eigenschaften ein. Gemäß der Erfindung wird beispielsweise in dem jeweiligen Schichtungsstrang ein zugehöriger Zuluftanteil (der dann Abluftanteil wird) auf eine bestimmte Temperatur erwärmt oder gekühlt, so dass beim Austritt der jeweiligen Abluftanteile aus der applikativen Schichtung eine Temperaturschichtung mittels der Abluftanteile entsteht. Es bildet sich somit im jeweiligen Schichtungsstrang ein Heiz- oder Kühlkreis aus.
  • Unter dem Begriff Spreizen ist dabei im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass strömende Luft in Anteile aufgeteilt wird (Luftmengenaufteilung) und/oder umgelenkt wird. Eine Vermischung der Abluftanteile findet in dem jeweiligen Schichtungsstrang durch das Spreizen nicht statt. Nach dem jeweiligen Schichtungsstrang soll in einer Ausführung kein weiteres Vermischen der aufgespreizten Abluftanteile erfolgen. In einer alternativen Ausführung ist ein erneutes zumindest teilweises Vermischen der Abluftanteile nach dem jeweiligen Schichtungsstrang möglich. Mittels des Umlenkens ist zumindest eine Ablenkung gegenüber der ursprünglichen Strömungsrichtung möglich. Bei der reinen Aufteilung findet keine Umlenkung statt, d.h. der gespreizte Anteil wird in gleicher Richtung (Abweichung um 0 °) weitergeführt.
  • Ein Wärmeübertrager kann erfindungsgemäß als elektrischer Heizer ausgestaltet sein. Der Wärmeübertrager weist bevorzugt zumindest ein PTC-Widerstandselement in einem Schichtungsstrang auf. Es ist möglich, dass ein Schichtungsstrang bspw. 2 oder 3 PTC-Widerstandelemente aufweist. Das PTC-Widerstandselement stellt dabei ein Mittel zum Erwärmen dar. Alternativ ist es möglich, dass der Wärmeübertrager als Kühler ausgestaltet ist, mittels dem der jeweilige Abluftanteil gekühlt werden kann. Dieser Kühler ist beispielsweise als Verdampfer oder Peltier-Element ausgestaltet.
  • Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager kann in jeder Form eines Fortbewegungsmittels eingesetzt werden, neben einem Fahrzeug beispielsweise auch in einem Flugzeug, einen Schiff, einer Gondel oder dergleichen. Alternativ kann der erfindungsgemäße Wärmeübertrager auch in einem Wohnwagen, Anhänger oder dergleichen eingesetzt werden. Alternativ kann der Wärmeübertrager auch in einem mobilen Gerät eingesetzt werden.
  • Vorteilhaft ist, dass mittels der Erfindung durch die Aufspreizung die Heiz- oder Kühlleistung in dem Wärmeübertrager bereichsweise variiert werden kann, ohne dass mechanische Mittel wie bspw. Leitelemente notwendig sind oder aufgrund der Erfindung zumindest reduziert in deren Anzahl gegenüber dem Stand der Technik vorliegen. Die Temperaturschichtung erfolgt somit in einer Ausführung alleine durch die Schichtungsstränge. Eine nachträgliche Vermischung nach den jeweiligen Abluftanteilen der Schichtungsstränge ist aber möglich, bspw. durch zumindest ein Leitelement, bspw. in Form einer Leitklappe.
  • Die applikative Schichtung ermöglicht dabei eine Aufteilung eines Luftstromes in zumindest zwei Anteile, wobei durch jedem Schichtungsstrang eine bestimmte Menge/ein bestimmter Anteil an Luft strömt. Demzufolge ist es mittels der applikativen Schichtung möglich, dass in dem jeweiligen Schichtungsstrang dabei eine bestimmte Heiz- oder Kühlleistung eingestellt wird, so dass die durch diesen strömende Luft eine bestimmte Temperatur erreicht. Die aufgespreizte Luftströmung wird dann aus dem jeweiligen Abgang des Wärmeübertragers oder Klimagerätes ausgeleitet.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass durch das Aufspreizen unabhängig vom Fahrzeug oder von der Fahrzeugreihe oder Klimaregelungsphilosophie ein Wärmeübertrager oder Klimagerät verwendet werden kann, da jeweils passend die Luftmenge und ergänzend die Lufttemperatur für den jeweiligen Abgang mittels der applikativen Schichtung eingestellt werden kann. Dadurch ist es ferner möglich, an den jeweiligen Auslässen des Klimagerätes bis hin zum Ausströmer im Fahrzeuginnenraum eine individuelle Temperatur einzustellen. Es ist in einer Ausführung keine Mischung der Luftmengen nach der applikativen Schichtung oder innerhalb dieser notwendig. Alternativ kann bspw. mit zumindest eines Leitelementes eine Vermischung der Abluftanteile außerhalb des Wärmeübertragers noch stattfinden. Auch ist keine konstruktive Anpassung des Wärmeübertrager notwendig, da bspw. für jedes Fahrzeug oder jede Fahrzeugreihe oder Klimaregelungsphilosophie die Schichtungsstränge individuell eingestellt werden können. Das Einstellen umfasst auch den Begriff ansteuern.
  • Die individuell eingestellten Schichtungsstränge erzeugen somit eine bestimmte Strömung an Luft mit bestimmten Temperatureigenschaften. Es entsteht somit innerhalb des Wärmeübertragers oder Klimagerätes eine Temperaturschichtung, die auf die jeweilige Situation in dem Fahrzeuginneren oder außerhalb des Fahrzeuges eingestellt werden kann. Diese Temperaturschichtung wird dann über die Auslässe und die Ausströmer bezogen auf jede einzelne Schicht in den Fahrzeuginnenraum übertragen.
  • Weiterhin vorteilhaft gemäß der Erfindung ist, dass neben der Luftverteilung, die bspw. über die Ausströmer eingestellt werden kann, auch die Energieverteilung eingestellt werden kann, da jeder Schichtungsstrang individuell eingestellt werden kann. Ferner wird vorteilhaft die Reichweite von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen durch die individuelle Einstellung der Temperatur in dem Schichtungsstrang erhöht, da temperierte Luft in einer Ausführung der Erfindung nicht mehr nachträglich vermischt werden muss, was zu einer Reduzierung der Effektivität führt.
  • Gemäß der Erfindung lässt sich vorteilhaft der Entwicklungsumfang eines Klimagerätes reduzieren, da die Abstimmung der (Temperatur-)Grundschichtungen im Fahrzeug mit dem Wärmeübertrager, das heißt dessen applikativen Schichtung, realisiert werden können.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schichtungsstrang Mittel zum Erwärmen oder zum Kühlen des Abluftanteils auf. Bevorzugt ist dabei gemäß der Erfindung der Wärmeübertrager nur als Kühler, d.h. dessen Schichtungsstränge können nur kühlen, oder nur als Heizer, d.h. dessen Schichtungsstränge können nur heizen, ausgeführt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Wärmeübertragers ist es möglich, dass der Wärmeübertrager Mittel zur Reduzierung der Abluftmenge aus dem jeweiligen Schichtungsstrang aufweist. Es kann somit der Volumenstrom geregelt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Wärmeübertragers ist es möglich, dass der Wärmeübertrager Mittel zur Reduzierung der Luftfeuchtigkeit in dem jeweiligen Schichtungsstrang aufweist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Wärmeübertragers sind die Schichtungsstränge in dem Wärmeübertrager aufeinander gestapelt angeordnet. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass zwei Schichtungsstränge, die eine gleiche Abmessung haben, zwei Abluftanteile erzeugen, die sich von der Durchflussmenge entsprechen. Bei unterschiedlichen Abmessungen ist entsprechend die Durchflussmenge unterschiedlich. Die Sichtungsstränge sind dabei bevorzugt direkt aneinander angeordnet. Alternativ ist es möglich, dass weitere Bauteile oder ein Freiraum zwischen den Schichtungssträngen vorhanden sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere Schichtungsstränge in Reihe hintereinander und/oder parallel zueinander in dem Wärmeübertrager angeordnet. Dadurch ist es möglich, verschiedene Abluftanteile zu erzeugen, die jeweils individuelle Temperaturanteile aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, dass zwei Schichtungsstränge hintereinander in Reihe geschaltet sind und parallel zu diesen ein einziger Schichtungsstrang geschaltet wird. Diese drei Schichtungsstränge bilden dann eine applikative Schichtung. Dabei sind bevorzugt die in Reihe geschalteten Schichtungsstränge mit einem Abstand beanstandet und die parallel geschalteten Schichtungsstränge direkt aneinanderliegend (das heißt aneinander angrenzend). In dem Abstand kann ein Bauteil oder ein Freiraum vorhanden sein. In einer weiteren Vorteilhaften Ausgestaltung können die Schichtungsstränge auch alternativ oder ergänzend nebeneinander angeordnet sein. Dieses ist bei der Reihenanordnung und/oder bei der parallelen Anordnung möglich. Nebeneinander umfasst direkt nebeneinander oder mit Abstand nebeneinander.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Eigenschaften des jeweiligen Schichtungsstranges unterschiedlich. Unter Eigenschaft ist dabei das Volumen, die Netzfläche und die Leistung zu verstehen.
  • Die oben bezeichnete Aufgabe wird ferner durch ein Klimagerät, vorzugsweise für ein Fahrzeug, gelöst, welches umfassend einen Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst, zumindest eine Eintrittsöffnung für die Zufuhr von Zuluft und zumindest zwei Abgänge für die Ableitung von den Abluftanteilen umfasst, welche durch den Wärmeübertrager geleitet worden ist.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, dass dem Klimagerät zugeführte Zuluft in dem Wärmeübertrager in zumindest zwei Anteile an Abluft aufgespreizt wird. Dieses erfolgt mittels der applikativen Schichtung. Aufgrund der Möglichkeit, dass die Abluftanteile in dem jeweiligen Schichtungsstrang individuell auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden können, tritt aus dem jeweiligen Schichtungsstrang Abluft mit einem bestimmten Temperaturniveau aus. Dadurch stellt sich eine Temperaturschichtung der einzelnen Abluftanteile nach der applikativen Schichtung des Wärmeübertragers in dem Klimagerät ein. Die einzelnen mit einer bestimmten Temperatur eingestellten Abluftanteile können dann erfindungsgemäß einem, vorzugsweise dem zugeordneten, Abgang zugeführt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Klimagerät ein Steuergerät, wobei mittels des Steuergerätes der jeweilige Schichtungsstrang eingestellt werden kann.
  • Gemäß der Erfindung kann beispielsweise die Temperatur in einem Fahrzeuginnenraum an zumindest einer Stelle, beispielsweise zwei Stellen, gemessen werden. Alternativ oder ergänzend wird die Temperatur außerhalb des Fahrzeuginnenraumes an zumindest einer Stelle gemessen.
  • Beispielhaft weist der Fahrzeuginnenraum ferner drei einstellbare Ausströmer aus, die durch drei Abgänge des Klimagerätes gespeist werden. Um in dem Fahrzeuginnenraum eine individuelle Anströmung angepasst an die Temperatur in dem Fahrzeuginnenraum einzustellen, wird mittels der Schichtungsstränge in dem Wärmeübertrager eine Temperaturschichtung erzeugt. Die jeweilige Schicht wird dann dem jeweiligen und dabei genau einem einzigen Abgang zugeleitet. Es erfolgt somit eine Zuleitung bauteilseitig in Form einer Hardware. Es sind aber keine mechanischen Mittel zum Mischen von Anteilen aus bspw. Umgebungsluft und erwärmter Luft eines Klimagerätes für die Ausströmung aus dem Klimagerät notwendig, um bestimmte Temperaturen einzustellen. Die Schichtungsstränge haben die Abluftanteile gemäß der Erfindung passend temperiert. Diese mechanischen Mittel zum Mischen von Anteilen aus Umgebungsluft und erwärmter Luft kann aber ergänzend das Klimagerät umfassen, so dass ein Vermischen nach dem Wärmeübertrager auch alternativ möglich ist. Ein Abgang kann beispielsweise in einen Fußraum eines Fahrzeuges führen. Die Abgänge sind dabei beliebig in dem Klimagerät angeordnet, so dass ein Abführen aus den Abgängen in jede Raumrichtung, bspw. nach rechts, nach links, nach oben, nach unten, seitlich oder dergleichen erfolgen kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Steuergerät eine Software auf, mittels der der jeweilige Schichtungsstrang auf ein bestimmtes Temperaturniveau eingestellt werden kann, nachdem der Software beispielsweise ein gemessener Temperaturwert aus dem Fahrzeuginneren zugeführt worden ist. Unter einem Temperaturniveau ist dabei ein Energieniveau zu verstehen, das heißt, dass der Abluftanteil auf eine bestimmte Temperatur eingestellt wird, wenn der Schichtungsstrang auf ein bestimmtes Energieniveau eingestellt wird. Erfindungsgemäß kann dabei das Steuergerät steuern oder alternativ auch regeln, wenn beispielsweise keine Messwerte vorliegen oder keine Einstellung vorgenommen wird.
  • Es ist somit mittels der Erfindung möglich, dass die Einstellung in dem jeweiligen Schichtungsstrang während des Betriebs bspw. eines Fahrzeuges angepasst und somit verändert wird. Dadurch ist es möglich, auf die Einflüsse in dem Fahrzeuginnenraum (und/oder der Fahrzeugumgebung) individuell zu reagieren. Dieses kann durch den Insassen erfolgen, der durch Wahl einer bestimmten Temperatur in dem Fahrzeuginnenraum das Steuergerät ansteuert, so dass dieses die Schichtungsstränge des Wärmeübertragers passend einstellt. Alternativ oder ergänzend kann das Steuergerät automatisch durch Erhalt des zumindest einen Wertes aus dem Fahrzeuginnenraum die Schichtungsstränge des Wärmeübertragers passend einstellen, so dass eine optimale Austrittstemperatur aus dem jeweiligen Ausgang durch die eingestellte Temperaturschichtung erfolgt. Der Fahrzeuginsasse in dem Fahrgastraum erhält somit eine angepasste Luftströmung in den Fahrzeuginnenraum je nach vorliegender Situation.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, dass die Zuluft Umgebungsluft von außen oder Luft aus dem Fahrzeuginnenraum oder eine Mischung aus beiden ist.
  • Die oben bezeichnete Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Aufspreizen von Zuluft in einem Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder einem Klimagerät nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    • - Zuführen von Zuluft in die applikative Schichtung,
    • - Aufspreizen der Zuluft in zumindest zwei Anteile mittels der Schichtungsstränge der applikativen Schichtung,
    • - Ausleiten von Abluftanteilen aus den Schichtungssträngen, so dass die Abluftanteile eine Abluftschichtung nach der applikativen Schichtung ausbilden.
  • Vorteilhaft kann das Verfahren folgenden Schritt ergänzend umfassen:
    • - Erwärmen zumindest eines Abluftanteils mittels des zugehörigen Schichtungsstranges nach dem Aufspreizen in dem jeweiligen Schichtungsstrang. Dieses findet in einem Heizer statt.
  • Vorteilhaft kann das Verfahren folgenden Schritt ergänzend alleine oder ergänzend in Kombination mit dem vorhergehenden Schritt Erwärmen, umfassen:
    • - Kühlen zumindest eines Abluftanteils mittels des zugehörigen Schichtungsstranges nach dem Aufspreizen in dem jeweiligen Schichtungsstrang. Der Schritt Kühlen findet in einem Kühler statt.
  • Durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Heizers mit applikativer Schichtung kann eine passende Temperaturschichtung eingestellt werden, die passend für den Fahrzeuginnenraum ist. Es müssen gemäß der Erfindung keine erwärmten Luftanteile mit nicht erwärmten Luftanteilen nach dem Wärmeübertrager gemischt werden, da die Temperaturschichten eine optimale Temperatur schon haben. Dieses kann aber gemäß der Erfindung wie oben beschrieben auch erfolgen. Die Schichtungsstränge sind bevorzugt auf die jeweilige Temperatur passend eingestellt, so dass der austretende Abluftanteil nachträglich nicht mehr gekühlt werden muss. Dieses kann gerade bei kalten Umgebungsbedingungen direkt in die Reichweitenerhöhung von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen einen positiven Einfluss haben. Durch die Einsparung der elektrischen Energie in den Schichtungssträngen kommt es zu einer Reichweitenerhöhung. Entsprechendes gilt für einen erfindungsgemäßen Kühler, bei dem keine warme Luftmenge bei zu starker Abkühlung im Kühler zugemischt werden muss.
  • Nachfolgend wird anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
    • 1 ein Klimagerät gemäß der Erfindung.
  • 1 zeigt ein Klimagerät 1 mit drei Abgängen 2a, 2b, 2c und einer Eintrittsöffnung 3, die in einem Gehäuse des Klimagerätes eingebracht sind. In dem Klimagerät 1 ist ein Wärmeübertrager 4 in Form eines Heizers angeordnet. Dieser weist drei Schichtungsstränge 5a, 5b, 5c auf. Diese sind direkt übereinander gestapelt angeordnet in dem Wärmeübertrager 4 und bilden zusammen die applikative Schichtung. Zwischen den Schichtungssträngen 5a, 5b, 5c ist somit kein Abstand vorhanden. Das Klimagerät 1 ist beispielhaft in einem Fahrzeug verbaut.
  • Zum Erzeugen einer Temperaturschichtung in dem Klimagerät 1 wird Zuluft 6, die nicht aufgeteilt ist, den drei Schichtungssträngen 5a, 5b, 5c als Teil der applikativen Schichtung zugeleitet. Nachfolgend wird diese Zuluft 6 mittels der applikativen Schichtung in dem jeweiligen Schichtungsstrang 5a, 5b, 5c in einen zugehörigen Abluftanteil 7a, 7b, 7c aufgespreizt. Dabei wird der jeweilige Abluftanteil 7a, 7b, 7c in dem zugehörigen Schichtungsstrang 5a, 5b, 5c auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. So hat beispielsweise gemäß 1 der Abluftanteil 7c eine höhere Temperatur als der Abluftanteil 7a. Der Abluftanteil 7b weist gegenüber den beiden Abluftanteilen 7a, 7c die geringste Temperatur auf. Die drei Abluftanteile 7a, 7b, 7c werden gemäß 1 jeweils direkt einem Abgang 2a, 2b, 2c zugeleitet. So wird beispielsweise der aus dem Schichtungsstrang 5a kommende Abluftanteil 7a direkt dem Abgang 2a zugeleitet. Entsprechend wird der Abluftanteil 7b dem Abgang 2b sowie der Abluftanteil 7c dem Abgang 2c zugeleitet. Notwendige Mittel zum Umlenken oder dergleichen sind dafür in 1 nicht eingezeichnet. Es findet gemäß 1 kein Vermischen der Abluftanteile 7a, 7b, 7c zwischen applikativer Schichtung und den Abgängen 2a, 2b, 2c statt. Die separaten Abluftanteile 7a, 7b, 7c sind aber gemäß 1 als Temperaturschichtung ausgestaltet.
  • Dieses ist auch dadurch möglich, da sich durch die applikativen Schichtung eine voneinander getrennte Abluftsichtung ergibt, wobei jede Schicht eine bestimmte Eigenschaft hat. Gemäß 1 weisen die Abluftanteile 7a, 7b, 7c unterschiedliche Temperaturen auf.
  • Mittels des nicht in 1 dargestellten Steuergerätes wird der jeweilige Schichtungsstrang a, b, c eingestellt.
  • Der Wärmeübertrager 4 gemäß 1 kann durch einen Kühler ersetzt werden, so dass der jeweilige Schichtungsstrang in Analogie zu 1 die Abluftanteile aber kühlen würde.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007014835 A1 [0006]
    • DE 19811967 A1 [0007]
    • DE 10142512 A1 [0008]

Claims (9)

  1. Wärmeübertrager (4), vorzugsweise für ein Fahrzeug, umfassend eine applikative Schichtung, wobei die applikative Schichtung zumindest zwei Schichtungsstränge (5a, 5b, 5c) umfasst, wobei die applikative Schichtung derart ausgestaltet ist, dass, wenn Zuluft (6) in den Wärmeübertrager (4) in Richtung der applikativen Schichtung zugeführt wird, die Zuluft (6) mittels der applikativen Schichtung in dem jeweiligen Schichtungsstrang (5a, 5b, 5c) in einen zugehörigen Abluftanteil (7a, 7b, 7c) aufgespreizt wird.
  2. Wärmeübertrager (4) nach Anspruch 1, wobei der Schichtungsstrang (5a, 5b, 5c) Mittel zum Erwärmen oder zum Kühlen des Abluftanteils (7a, 7b, 7c) aufweist.
  3. Wärmeübertrager (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schichtungsstränge (5a, 5b, 5c) in dem Wärmeübertrager (4) aufeinander gestapelt angeordnet sind.
  4. Wärmeübertrager (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Schichtungsstränge (5a, 5b, 5c) in Reihe hintereinander und/oder parallel zueinander in dem Wärmeübertrager (4) angeordnet sind.
  5. Klimagerät (1), vorzugsweise für ein Fahrzeug, umfassend einen Wärmeübertrager (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend zumindest eine Eintrittsöffnung (3) für die Zufuhr von Zuluft (6) und zumindest zwei Abgänge (2a, 2b, 2c) für die Ableitung von den Abluftanteilen (7a, 7b, 7c), welche durch den Wärmeübertrager (4) geleitet worden sind.
  6. Klimagerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät (1) ein Steuergerät umfasst, wobei mittels des Steuergerätes der jeweilige Schichtungsstrang (5a, 5b, 5c) eingestellt werden kann.
  7. Verfahren zum Aufspreizen von Zuluft (6) in einem Wärmeübertrager (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder einem Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Zuführen von Zuluft (6) in die applikative Schichtung, - Aufspreizen der Zuluft (6) in zumindest zwei Anteile mittels der Schichtungsstränge (5a, 5b, 5c) der applikativen Schichtung, - Ausleiten von Abluftanteilen (7a, 7b, 7c) aus den Schichtungssträngen (5a, 5b, 5c), so dass die Abluftanteile (7a, 7b, 7c) eine Abluftschichtung nach der applikativen Schichtung ausbilden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren des Weiteren folgenden Schritt umfasst: - Erwärmen zumindest eines Abluftanteils mittels des zugehörigen Schichtungsstranges (5a, 5b, 5c) nach dem Aufspreizen in dem jeweiligen Schichtungsstrang (5a, 5b, 5c).
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei das Verfahren des Weiteren folgenden Schritt umfasst: - Kühlen zumindest eines Abluftanteils mittels des zugehörigen Schichtungsstranges (5a, 5b, 5c) nach dem Aufspreizen in dem jeweiligen Schichtungsstrang (5a, 5b, 5c).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020203727A1 (de) 2020-03-23 2021-09-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum sowie ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung einer Temperatur mit einer derartigen Klimaanlage
DE102021209682A1 (de) 2021-09-03 2023-03-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Wärme/Kälte-Übertrager

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2742384A1 (fr) 1995-12-19 1997-06-20 Valeo Climatisation Dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un vehicule automobile
DE19811967A1 (de) 1998-03-19 1999-09-23 Behr Gmbh & Co Verfahren zur Regelung einer Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE10142512A1 (de) 2001-08-30 2003-04-03 Daimler Chrysler Ag Elektrische Heizvorrichtung für Kraftfahrzeuge
JP2007131137A (ja) 2005-11-10 2007-05-31 Valeo Thermal Systems Japan Corp 自動車用空調装置
DE102007014835A1 (de) 2007-03-19 2008-09-25 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Fahrzeugklimaanlage

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042595A (ja) * 2001-07-27 2003-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度調節装置
DE10225469C1 (de) * 2002-06-08 2003-07-10 Daimler Chrysler Ag Heizungs- und/oder Klimaanlage
KR100574335B1 (ko) * 2004-04-28 2006-04-27 모딘코리아 유한회사 좌우 독립 제어식 자동차용 공기조화장치
DE102008030063A1 (de) * 2007-07-04 2009-01-15 Behr Gmbh & Co. Kg Klimaanlage
KR20100086546A (ko) 2009-01-23 2010-08-02 한라공조주식회사 차량용 좌,우 독립 공조장치
US9989267B2 (en) * 2012-02-10 2018-06-05 Gentherm Incorporated Moisture abatement in heating operation of climate controlled systems
DE102013009515A1 (de) * 2013-06-06 2014-12-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Klimaanlage für ein Fahrzeug
CH708685A2 (de) * 2013-10-14 2015-04-15 Weidmann Plastics Tech Ag Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage.
DE102014207383A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bedienung einer Klimaanlage für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs
DE102015109354A1 (de) * 2015-06-12 2016-12-15 Halla Visteon Climate Control Corporation Anordnung zur Luftverteilung für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs
DE102016214116A1 (de) * 2016-08-01 2018-02-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2742384A1 (fr) 1995-12-19 1997-06-20 Valeo Climatisation Dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un vehicule automobile
DE19811967A1 (de) 1998-03-19 1999-09-23 Behr Gmbh & Co Verfahren zur Regelung einer Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE10142512A1 (de) 2001-08-30 2003-04-03 Daimler Chrysler Ag Elektrische Heizvorrichtung für Kraftfahrzeuge
JP2007131137A (ja) 2005-11-10 2007-05-31 Valeo Thermal Systems Japan Corp 自動車用空調装置
DE102007014835A1 (de) 2007-03-19 2008-09-25 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Fahrzeugklimaanlage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020203727A1 (de) 2020-03-23 2021-09-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum sowie ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung einer Temperatur mit einer derartigen Klimaanlage
DE102021209682A1 (de) 2021-09-03 2023-03-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Wärme/Kälte-Übertrager

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