DE102019210084A1

DE102019210084A1 - Fahrzeug mit einer Entlüftungsvorrichtung und einer Kühlboxeinrichtung

Info

Publication number: DE102019210084A1
Application number: DE102019210084.8A
Authority: DE
Inventors: Dirk Schroeder; Christian Rebinger
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: DE102019210084B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit einer Entlüftungsvorrichtung (2) und einer Kühlboxeinrichtung (3), wobeia) die Entlüftungsvorrichtung (2) mit wenigstens einen Luftkanal (2.1, 2.3) zur Abfuhr von Abluft (Lab, Lab1) aus dem Fahrzeuginnenraum (4) in die Fahrzeugumgebung (10) ausgebildet ist,b) die Kühlboxeinrichtung (3) einen im Kofferraum (5) angeordneten Kühlbehälter (3.1) zur Aufnahme von Kühlgut und eine Kühleinheit (3.2) zur Kühlung des Innenraums (3.10) des Kühlbehälters (3.1) aufweist, undc) die Kühleinheit (3) ein Kühlgebläse (3.3) aufweist, mit welchem über einen Luftzufuhrkanal (3.4) aus dem wenigstens einen Luftkanal (2.1, 2.3) der Entlüftungsvorrichtung (2) entweder ein Abluftstrom (Lab10) aus dem Fahrzeuginnenraum (4) oder ein Luftstrom (L) aus der Fahrzeugumgebung (10) ansaugbar ist und dieser Abluftstrom (Lab10) oder dieser Luftstrom (L) mit der dem Kühlgut entzogenen Wärme in einen Luftabfuhrkanal (3.5) führbar ist, wobei der Luftabfuhrkanal (3.5) mit einem in die Fahrzeugumgebung (10) führenden weiteren Luftkanal (2.2, 2.4) zur Abfuhr des Abluftstroms (Lab10) oder des Luftstroms (L) an die Fahrzeugumgebung (10) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Entlüftungsvorrichtung und einer Kühlboxeinrichtung.
In Fahrzeugen mit einer Klimaanlage wird temperierte Zuluft über Ausströmöffnungen im Front- und Fondbereich des Fahrzeugs in den Fahrzeuginnenraum geblasen. Diese Zuluft besteht aus Frischluft aus der Fahrzeugumgebung (Frischluft-Betrieb), teilweise aus Frischluft und Umluft (Teilumluft-Betrieb oder vollständig aus Umluft (Umluft-Betrieb).
Im Frischluftbetrieb und Teilumluft-Betrieb entsteht im Fahrzeuginnenraum bezogen auf den statischen Umgebungsdruck ein Überdruck. Aufgrund des Überdrucks im Fahrzeuginnenraum wird die konditionierte Luft als Abluft in den Heckbereich, d. h. über Öffnungen und Spaltmaße im Fondbereich in den Kofferraum gedrückt und von dort über Luftkanäle einer Entlüftungsvorrichtung des Fahrzeugs, die in Luftaustrittsöffnungen im Heckbereich enden, in die Fahrzeugumgebung geleitet. Es ist auch bekannt, die Abluft über einen Luftkanal in die Fahrzeugumgebung abzuführen, welcher im Bereich der Hutablage oder des Bereichs der Rückwand der Fondsitzanlage Eintrittsöffnungen aufweist und mit einer Austrittsöffnung im Heckbereich des Fahrzeugs endet.
Ferner sind mobile oder im Fahrzeug fest installierte, wie bspw. im Bereich der Mittelarmlehne des Fondsbereichs montierte Kühlboxen bekannt, mit welchen Getränke und/oder Lebensmittel als Kühlgut gekühlt und kühl gehalten werden können.
So ist bspw. aus der DE 10 2013 206 784 A1 eine Mittelarmlehne des Fondbereichs mit einer Kühlfunktion für Getränke bekannt. Hierzu weist diese Mittelarmlehne mit in Wärmekontakt mit Cupholdern stehende Kühlkanäle auf, in die mittels eines Gebläses Luft aus dem Fahrzeuginnenraum angesaugt und über Ausgangsöffnungen in den Kofferraum abgegeben wird.
Des Weiteren beschreibt die DE 20 2014 104 787 U1 ein Kühlaggregat für Caravans oder Wohnmobile mit einem Wärmetauscher, welcher in einem einen zu kühlenden Luftstrom führenden Luftkanal angeordnet ist. Stromabwärts des Wärmetauschers ist ein Abzweig vom Luftkanal vorgesehen, mit dem Luft aus dem Luftkanal in ein Kühlfach geleitet wird. Als zusätzliche Kühlmöglichkeit ist ein Kältemittelkreislauf mit einem Kältemittelverdichter, einem Kondensator und dem Wärmetauscher vorgesehen.
Nach der DE 10 2005 023 231 A1 weist ein Fahrzeug neben einer Klimaanlage zur Klimatisierung des Frontbereichs des Fahrzeuginnenraums zusätzlich eine Kühleinrichtung auf, die dafür vorgesehen ist, den Fondbereich des Fahrzeuginnenraums zu kühlen. Diese Kühleinrichtung wird durch einen separaten Kühlkreislauf gebildet, der einen elektromotorisch angetriebenen Verdichter aufweist, welcher bspw. im Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Entlüftungsvorrichtung und eine Kühlboxeinrichtung eines Fahrzeugs derart auszubilden, dass der Kühleffekt der Kühlboxeinrichtung, insbesondere bei Fahrtbeginn verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit einer Entlüftungsvorrichtung einer Kühlboxeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein solches Fahrzeug mit einer Entlüftungsvorrichtung und einer Kühlboxeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass

a) die Entlüftungsvorrichtung mit wenigstens einem Luftkanal zur Abfuhr von Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum in die Fahrzeugumgebung ausgebildet ist,
b) die Kühlboxeinrichtung einen im Kofferraum angeordneten Kühlbehälter zur Aufnahme von Kühlgut und eine Kühleinheit zur Kühlung des Innenraums des Kühlbehälters aufweist, und
c) die Kühleinheit ein Kühlgebläse aufweist, mit welchem über einen Luftzufuhrkanal aus dem wenigstens einen Luftkanal der Entlüftungsvorrichtung entweder ein Abluftstrom aus dem Fahrzeuginnenraum oder ein Luftstrom aus der Fahrzeugumgebung ansaugbar ist und dieser Abluftstrom oder dieser Luftstrom mit der dem Kühlgut entzogenen Wärme in einen Luftabfuhrkanal führbar ist, wobei der Luftabfuhrkanal mit einem in die Fahrzeugumgebung führenden weiteren Luftkanal zur Abfuhr des Abluftstroms oder des Luftstroms in die Fahrzeugumgebung verbunden ist.

Aufgrund der Zwangsdurchströmung der Kühleinheit mittels eines in einem Luftkanal angeordneten Kühlgebläses wird bei einem Fahrzeugstart oder bei einem Fahrtbeginn sofort ein Kühleffekt erzeugt. Dieser Luftkanal besteht aus einem Luftzufuhrkanal, welcher mit einem ersten Luftkanal der Entlüftungsvorrichtung verbunden ist, und einem Luftabfuhrkanal, welcher mit einem zweiten Luftkanal der Entlüftungsvorrichtung verbunden ist. Dieser erste Luftkanal ist derart ausgeführt, dass im Frischluft-Betrieb oder Teilumluft-Betrieb Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum mittels des Kühlgebläses der Kühleinheit angesaugt und über den zweiten Luftkanal an die Fahrzeugumgebung abgeführt wird. Der Vorteil dieser Betriebsweise besteht darin, dass anstelle der warmen Luft aus dem Umfeld des Kofferraums aus der Fahrzeugkabine abgeführte, konditionierte Luft für die luftseitige Beaufschlagung der Kühleinheit verwendet werden kann. Mit dieser Kühleinheit wird deren Innenraum dynamischer gekühlt
Während eines Umluft-Betriebs, der überwiegend beim Fahrzeugstart und hohen thermischen Innenraumlasten über das Klimasteuergerät voreingestellt ist, wird kein Abluftstrom aus dem Fahrzeuginnenraum über die Luftkanäle in die Fahrzeugumgebung abgeführt. In diesem Fall wird mittels des Kühlgebläses der Kühleinheit über den ersten Luftkanal der Entlüftungsvorrichtung ein Luftstrom aus der Fahrzeugumgebung angesaugt und über den zweiten Luftkanal wieder an die Fahrzeugumgebung abgeführt. Der Vorteil dieser Betriebsweise besteht darin, dass anstelle des warmen, i.d.R. oberhalb der Umgebungstemperatur sich einstellenden und die Kühleinheit umgebenden Temperaturniveaus, der Luftzufuhrkanal und Luftabfuhrkanal der Kühlboxeinrichtung mit niedriger Umgebungstemperatur beaufschlagt wird. Zusätzlich trägt die Kühleinheit durch ihren Betrieb weitere Wärme in ihr Umfeld ein. Der Kühlprozess kann sich durch die direkte Frischluftnutzung leistungsfähiger sowie effizienter entwickeln.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass

a1) die Entlüftungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum über den Kofferraum in den wenigstens einen Luftkanal und anschließend in die Fahrzeugumgebung abführbar ist.

Damit wird in einem Frischluft-Betrieb oder einem Teilumluft-Betrieb des Fahrzeugs die Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum über Öffnungen und Spaltmaße im Fondbereich des Fahrzeugs in den Kofferraum gedrückt, um von dort über wenigstens eine Luftführung oder wenigstens einen Luftkanal, die im Heckbereich des Fahrzeugs enden, die Abluft in die Fahrzeugumgebung abzuleiten.
Weiterbildungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass

a2) der wenigstens eine erste und zweite Luftkanal eine verschließbare Abluftzufuhröffnung aufweist, über welche ein Abluftstrom aus dem Kofferraum in die Fahrzeugumgebung abführbar ist, wobei
- - im offenen Zustand der Abluftzufuhröffnung des wenigstens einen Luftkanals der Abluftstrom aus dem Kofferraum in die Fahrzeugumgebung und/oder in den Luftzufuhrkanal führbar ist, und
- - im geschlossenen Zustand der Abluftzufuhröffnung des wenigstens einen Luftkanals ein Luftstrom aus der Fahrzeugumgebung in den Luftzufuhrkanal mittels des Kühlgebläses ansaugbar ist.

Damit kann über den wenigstens einen Luftkanal sowohl ein Abluftstrom aus dem Kofferraum als auch ein Luftstrom aus der Fahrzeugumgebung der Kühleinheit zugeführt werden. Dies bedeutet, dass der erste Luftkanal bidirektional durchströmbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass

a3) der wenigstens eine Luftkanal der Entlüftungsvorrichtung ausgebildet ist, wenigstens eine verschließbare Lufteintrittsöffnung im Fondbereich des Fahrzeugs mit einer Luftaustrittsöffnung im Heckbereich des Fahrzeugs zu verbinden.

Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Entlüftungsvorrichtung des Fahrzeugs derart ausgeführt, dass im Frischluft-Betrieb oder Teilumluft-Betrieb die Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum nicht über den Kofferraum, sondern über wenigstens eine Lufteintrittsöffnung im Fondbereich des Fahrzeugs, bspw. im Bereich der Hutablage oder im Bereich der Rücksitzbank in den wenigstens einen Luftkanal strömt, der im Heckbereich des Fahrzeugs enden.
Vorzugsweise ist bei dieser Ausgestaltung vorgesehen, dass

a4) im offenen Zustand der Abluftzufuhröffnung des wenigstens einen Luftkanals Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum in die Fahrzeugumgebung und/oder in den Luftzufuhrkanal führbar ist, und
a5) im geschlossenen Zustand der Abluftzufuhröffnung des wenigstens einen Luftkanals Luft aus der Fahrzeugumgebung in den Luftzufuhrkanal mittels des Kühlgebläses ansaugbar ist.

Damit kann über den wenigstens einen Luftkanal sowohl ein Abluftstrom direkt aus dem Fahrzeuginnenraum als auch ein Luftstrom aus der Fahrzeugumgebung der Kühleinheit zugeführt werden. Dies bedeutet, dass der erste Luftkanal bidirektional durchströmbar ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dann, wenn weiterbildungsgemäß auch der weitere Luftkanal als Luftkanal der Entlüftungsvorrichtung ausgeführt wird, damit können symmetrische Luftströmungen zur Vermeidung von Zuglufteffekten im Fahrzeug realisiert werden.
So ist in einer ersten Ausführung die Entlüftungsvorrichtung derart ausgebildet, dass die Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum über den Kofferraum zusätzlich in den weiteren Luftkanal abführbar ist, und der weitere Luftkanal eine verschließbare Abluftzufuhröffnung aufweist, über welche ein Abluftstrom in die Fahrzeugumgebung abführbar ist.
Der weitere Luftkanal kann somit ebenso mit einer Abluftzufuhröffnung ausgeführt sein, so dass er bei geöffneter Abluftzufuhröffnung Abluft aus dem Hinterwagenbereich des Fahrzeugs aufnimmt. Alternativ kann er ohne eine solche Abluftzufuhröffnung ausgeführt werden, so dass nur der Abluftstrom des Luftabfuhrkanals der Kühleinheit an die Fahrzeugumgebung abgeführt wird.
Alternativ ist der weitere Luftkanal der Entlüftungsvorrichtung derart ausgebildet, dass eine verschließbare Lufteintrittsöffnung im Fondbereich des Fahrzeugs mit einer Luftaustrittsöffnung im Heckbereich des Fahrzeugs verbunden ist.
Es ist möglich, dass sowohl der wenigstens eine Luftkanal als auch der weitere Luftkanal jeweils mit einer Lufteintrittsöffnung im Fondbereich des Fahrzeugs ausgestattet sind. Alternativ ist es auch möglich, die beiden Luftkanäle über eine gemeinsame zentrale Lufteintrittsöffnung im Fondbereich mit dem Fahrgastraum zu verbinden.
Eine letzte vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass

c1) die Kühleinheit einen Kältemittelkreislauf mit einem Kältemittelverdichter, einem Wärmeübertrager und einem Verdampfer mit zugeordnetem Expansionsorgan aufweist, und
c2) der Wärmeübertrager zusammen mit dem Kühlgebläse in dem von dem Luftzufuhrkanal und dem Luftabfuhrkanal gebildeten Luftkanal angeordnet sind.

Mit dieser Kühleinheit wird nicht nur deren Innenraum dynamischer gekühlt, sondern aufgrund der kühleren Zuluft als Wärmesenke für den Wärmeübertrager als Umgebungswärmeübertrager wird die Kühleinheit auch mit einem besseren Wirkungsgrad betrieben.
Wird Umgebungsluft eingesetzt ist ein Wasser- bzw. Kondensatablauf am Verdampfer zu berücksichtigen, um die sich bildende Flüssigkeit aus der Kühleinheit abzuführen.
Die verschließbaren Abluftzufuhröffnungen und die verschließbaren Lufteintrittsöffnungen sind mit absperrbaren Luftklappen ausgestattet und mittels einer Steuergeräteeinheit steuerbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Entlüftungsvorrichtung und einer Kühlboxeinrichtung als erstes Ausführungsbeispiel in einem Frischluft-Betrieb oder Teilumluft-Betrieb,
2 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs nach 1 in einem Umluft-Betrieb,
3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Entlüftungsvorrichtung und einer Kühlboxeinrichtung als zweites Ausführungsbeispiel in einem Frischluft-Betrieb oder Teilumluft-Betrieb, und
4 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs nach 3 in einem Umluft-Betrieb.

Die in den 1 bis 4 schematisch dargestellten Fahrzeuge 1 mit jeweils einem Fahrzeuginnenraum 4, einem Kofferraum 5, einer Entlüftungsvorrichtung 2 und einer Kühlboxeinrichtung 3 weisen bis auf die Ausführung der Entlüftungsvorrichtung 2 einen identischen Aufbau auf.
Die Kühlboxeinrichtung 3 mit einem Kühlbehälter 3.1, welcher einen Innenraum 3.10 zur Aufnahme von Kühlgut aufweist, und einer Kühleinheit 3.2 ist im Kofferraum 5 des Fahrzeugs 1 derart angeordnet, dass sich eine Klappe 3 des Kühlbehälters 3.1 im Bereich einer Mittelarmlehne einer Rücksitzbank des Fahrzeugs befindet und so aus dem Fondbereich des Fahrzeuginnenraums 4 zum Befüllen und zur Entnahme von Kühlgut betätigbar ist.
Die Kühleinheit 3.2 umfasst einen Kältemittelkreislauf 3.20 mit einem Kältemittelverdichter 3.21, einem als Gaskühler oder Kondensator ausgeführten Wärmeübertrager 3.22 und einem Verdampfer 3.23 mit zugeordnetem Expansionsorgan 3.24. Der Verdampfer 3.23 ist mit dem Innenraum 3.10 direkt oder indirekt wärmegekoppelt, um das dort gelagerte Kühlgut abzukühlen oder kühl zu halten. Die von dem Verdampfer 3.23 aus dem Innenraum 3.10 aufgenommene Wärme wird zusammen mit der über den Kältemittelverdichter 3.21 eingetragenen Wärme über das Kältemittel des Kältemittelkreislaufes 3.20 und den Wärmeübertrager 3.22 auf einen diesen durchströmenden Abluftstrom L_ab10 übertragen, mit welchem die aus dem Innenraum 3.10 aufgenommene Wärme an die Fahrzeugumgebung 10 abgegeben wird.
Der Wärmeübertrager 3.22 ist in einem Luftkanal angeordnet, welcher aus einem Luftzufuhrkanal 3.4 und einem Luftabfuhrkanal 3.5 besteht. Dem Wärmeübertrager 3.22 ist ein Kühlgebläse 3.3 stromabwärts des den Luftkanal durchströmenden Abluftstroms L_ab10 , also in dem Luftabfuhrkanal 3.5 angeordnet. Dieses Kühlgebläse 3.3 kann bezüglich des Abluftstroms L_ab10 auch stromaufwärts vor dem Wärmeübertrager 3.22 in dem Luftzufuhrkanal 3.4 angeordnet werden.
Im Folgenden wird die Erzeugung des durch die Kühleinheit 3.2 geführten Abluftstroms L_ab10 erläutert, wobei zunächst das Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 beschrieben wird.
Das Fahrzeug 1 gemäß den 1 und 2 ist mit einer Klimaanlage, zumindest jedoch mit einer Belüftungsanlage ausgebildet. Die Entlüftungsvorrichtung 2 ist Teil dieser Klimaanlage und umfasst wenigstens einen Luftkanal, nämlich einen ersten Luftkanal 2.1 und einen weiteren Luftkanal als zweiten Luftkanal 2.2, die jeweils eine Fluidverbindung zwischen dem Kofferraum 5 und der Fahrzeugumgebung 10 herstellen.
Der erste Luftkanal 2.1 weist eine Abluftzufuhröffnung 2.10 und eine Abluftabfuhröffnung 2.11 auf, so dass in die Abluftzufuhröffnung 2.10 Luft aus dem Kofferraum 5 in den ersten Luftkanal 2.1 strömen kann, aus welchem die Luft über die Abluftabfuhröffnung 2.11 an die Fahrzeugumgebung 10 abgegeben wird. Der Luftzufuhrkanal 3.4 mündet an einer Mündungsstelle 3.40 in den ersten Luftkanal 2.1.
Der zweite Luftkanal 2.2 weist eine Abluftzufuhröffnung 2.20 und eine Abluftabfuhröffnung 2.21 auf, so dass in die Abluftzufuhröffnung 2.20 Luft aus dem Kofferraum 5 in den zweiten Luftkanal 2.2 strömen kann, aus welchem die Luft über die Abluftabfuhröffnung 2.21 an die Fahrzeugumgebung 10 abgegeben wird. Der Luftabfuhrkanal 3.5 mündet an einer Mündungsstelle 3.50 in den zweiten Luftkanal 2.2.
Die beiden Luftkanäle 2.1 und 2.2 werden in Fahrzeuglängsrichtung randseitig oder alternativ auch unterhalb des Kofferraums 5 bis an dessen heckseitiges Ende geführt.
Die Klimaanlage des Fahrzeugs 1 ist in einem Frischluft-Betrieb, in einem Teilumluft-Betrieb und in einem Umluft-Betrieb betreibbar.
In 1 ist der Frischluft-Betrieb oder der Teilumluft-Betrieb dargestellt. Hierbei wird die Abluft L_ab aus dem Fahrzeuginnenraum 4 über Öffnungen und Spaltmaße im rückwärtigen Bereich des Fahrzeuginnenraums 4, bspw. im Bereich der Hutablage und/oder der Rücksitzlehne aufgrund des hierdurch entstandenen Überdrucks in den Kofferraum 5 gedrückt. Von dort strömt die Abluft aus dem Kofferraum 5 als Abluftstrom L_ab1 in den ersten Luftkanal 2.1 und als Abluftstrom L_ab2 in den zweiten Luftkanal 2.2.
Ist die Kühlboxeinrichtung 3 in Betrieb genommen, wird mittels des Kühlgebläses 3.3 der Abluftstrom L_ab1 zumindest teilweise in den Luftzufuhrkanal 3.4 als Abluftstrom L_ab10 gesaugt und strömt hierbei unter Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeübertrager 3.22 über den Luftabfuhrkanal 3.5 in den zweiten Luftkanal 2.2 und wird dort zusammen mit dem Abluftstrom L_ab2 über die Abluftabfuhröffnung 2.21 an die Fahrzeugumgebung 10 abgegeben.
Wird mittels Kühlgebläses 3.3 der Abluftstrom L_ab1 nicht vollständig als Abluftstrom L_ab10 in den Luftzufuhrkanal 3.4 abgesaugt, wird der restliche Luftstrom als Abluftstrom L_ab11 über die Abluftabfuhröffnung 2.11 an die Fahrzeugumgebung 10 abgeführt.
Der Vorteil dieser Betriebsweise, in welcher die Abluft L_ab aus dem Fahrzeuginnenraum 4 zur Kühlung des Innenraums 3.10 des Kühlbehälters 3.1 verwendet wird, besteht darin, dass der Wärmeübertrager 3.22 mit kühlerer Kabinenabluft beaufschlagt wird und damit der Kälteanlagen-Prozess des Kältemittelkreislaufs 3.20 dynamischer, leistungsfähiger und effizienter abläuft.
Die beiden Abluftzufuhröffnungen 2.10 und 2.11 sind verschließbar mit mittels einer Steuereinheit steuerbaren Luftklappen ausgeführt, so dass im Umluft-Betrieb der Klimaanlage des Fahrzeugs 1 keine Abluft über die beiden Luftkanäle 2.1 und 2.2 an die Fahrzeugumgebung 10 abgeführt wird. In 2 sind diese beiden Abluftzufuhröffnungen 2.10 und 2.20 im geschlossenen Zustand dargestellt.
In diesem Zustand der Entlüftungsvorrichtung 2 gemäß 2, in welchem die beiden Abluftzufuhröffnungen 2.10 und 2.20 geschlossen sind, wird mittels des Kühlgebläses 3.3 über die offene Abluftabfuhröffnung 2.11 des ersten Luftkanal 2.1 ein Luftstrom L aus der Fahrzeugumgebung 10 in den Luftzufuhrkanal 3.4 angesaugt und strömt anschließend unter Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeübertrager 3.22 über den Luftabfuhrkanal 3.5 in den zweiten Luftkanal 2.2, um über die Abluftabfuhröffnung 2.21 des zweiten Luftkanals 2.2 in die Fahrzeugumgebung 10 abgeführt zu werden.
Um eine solche Luftansaugung aus der Fahrzeugumgebung 10 zu ermöglichen, ist dieser erste Luftkanal 2.1 bidirektional durchströmbar. Um das Ansaugen von Partikeln aus der Fahrzeugumgebung 10 zu vermeiden, weist die Abluftabfuhröffnung 2.11 des ersten Luftkanals 2.1 ein starres Sieb oder ein Filterelement auf, um gefilterte Luft dem Wärmeübertrager 3.22 zuzuführen und dadurch dessen Verschmutzung zu vermeiden.
Die Abluftzufuhröffnungen 2.10 und 2.20 des ersten und zweiten Luftkanals 2.1 und 2.2 sowie deren Abluftabfuhröffnungen 2.11 und 2.21 sind mit einem Gitter oder mit ebenso einer verschließbaren Abluftzufuhröffnung versehen.
Der Verlauf des Luftzufuhrkanals 3.4 und der Luftabfuhrkanals 3.5 der Kühleinheit 3.2 kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. So können diese Kanäle entlang einer Hutablage des Fahrzeugs oder integriert in derselben verlaufen. Ferner können diese Kanäle entlang der Rücksitzlehne angeordnet werden. Schließlich ist es auch möglich, dass diese Kanäle entlang der Bodenpartie des Kofferraums 5 oder integriert in derselben verlaufen.
Der Vorteil dieser Betriebsweise der Kühlboxeinrichtung 3, direkt aus der Fahrzeugumgebung 10 zur Abfuhr von Wärme aus dem Wärmeübertrager 3.22 direkt einen Luftstrom L aus Fahrzeugumgebung 10 abzusaugen, besteht darin, dass anstelle des warmen, i.d.R. oberhalb der Umgebungstemperatur sich einstellenden und die Kühleinheit 3.2 umgebenden Temperaturniveaus, der Kühlbehälter 3.1 mit geringer konditionierte Umgebungstemperatur beaufschlagt wird. Zusätzlich trägt die Kühleinheit 3.2 durch ihren Betrieb weitere Wärme in ihr Umfeld ein. Der Kühlprozess kann sich durch die direkte Frischluftnutzung leistungsfähiger sowie effizienter entwickeln.
Bevorzugt ist eine symmetrische oder alternativ zentrale Positionierung sowohl der Abluftzufuhröffnungen 2.10 und 2.11 als auch der Luftkanäle 2.1 und 2.2 zur Fahrzeugumgebung vorzusehen, um Zugluftdefekt im Fahrzeug möglichst gering zu halten. Ein Ausgleich kann über die steuerbaren Luftklappen der Abluftzufuhröffnungen 2.10 und 2.20 erzielt werden.
Der zweite Luftkanal 2.2 der Entlüftungsvorrichtung 2 der Fahrzeugs 1 gemäß den 1 und 2 kann auch ohne die Abluftzufuhröffnung 2.20 ausgeführt werden, so dass nur der Abluftstrom L_ab10 und der Luftstrom L aus der Kühleinheit 3.2 über einen solchen Luftkanal an die Fahrzeugumgebung 10 abgeführt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 ist es auch möglich, auf den ersten Luftkanal 2.1 zu verzichten und stattdessen den Luftzufuhrkanal 3.4 der Kühleinheit 3.2 so mit dem Kofferraum 5 zu verbinden, dass der Abluftstrom L_ab1 direkt in den Luftzufuhrkanal 3.4 strömt. Dies ist aber nur möglich, wenn die Entlüftungsvorrichtung 2 des Fahrzeugs ausschließlich entweder in einem Teilumluft-Betrieb oder in einem Frischluft-Betrieb betreibbar ist.
Im Folgenden wird das Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4 beschrieben.
Das Fahrzeug 1 gemäß den 3 und 4 ist ebenso mit einer Klimaanlage, zumindest jedoch mit einer Belüftungsanlage ausgebildet. Die Entlüftungsvorrichtung 2 ist Teil dieser Klimaanlage und umfasst wenigstens einen Luftkanal als ersten Luftkanal 2.3 und einen weiteren Luftkanal als zweiten Luftkanal 2.4, die jeweils eine Fluidverbindung zwischen dem Fahrzeuginnenraum 4 und der Fahrzeugumgebung 10 herstellen.
Der erste Luftkanal 2.3 weist eine Lufteintrittsöffnung 2.30 und eine Abluftabfuhröffnung 2.31 auf, so dass in die Lufteintrittsöffnung 2.30 Abluft L_ab1 aus dem Fahrzeuginnenraum 4 in den ersten Luftkanal 2.3 strömen kann, aus welchem die Luft über die Abluftabfuhröffnung 2.31 an die Fahrzeugumgebung 10 abgegeben wird. Der Luftzufuhrkanal 3.4 mündet an einer Mündungsstelle 3.40 in den ersten Luftkanal 2.3.
Der zweite Luftkanal 2.4 weist eine Lufteintrittsöffnung 2.40 und eine Abluftabfuhröffnung 2.41 auf, so dass in die Lufteintrittsöffnung Abluft L_ab2 aus dem Fahrzeuginnenraum 4 in den zweiten Luftkanal 2.4 strömen kann, aus welchem die Luft über die Abluftabfuhröffnung 2.41 an die Fahrzeugumgebung 10 abgegeben wird. Der Luftabfuhrkanal 3.5 mündet an einer Mündungsstelle 3.50 in den zweiten Luftkanal 2.4.
Die Lufteintrittsöffnungen 2.30 und 2.40 sind im Bereich einer Hutablage oder im Bereich der Rücksitzlehne des Fahrzeugs 1 angeordnet. Die beiden Luftkanäle 2.3 und 2.4 werden in Fahrzeuglängsrichtung randseitig des Kofferraums 5 bis an dessen Rückseite geführt. Anstelle der beiden Lufteintrittsöffnungen 2.30 und 2.40 kann auch für die beiden Luftkanäle 2.3 und 2.4 eine gemeinsame, zentrale Lufteintrittsöffnung vorgesehen werden.
Die Klimaanlage des Fahrzeugs 1 gemäß den 3 und 4 ist in einem Frischluft-Betrieb, in einem Teilumluft-Betrieb und in einem Umluft-Betrieb betreibbar.
In 3 ist der Frischluft-Betrieb oder der Teilumluft-Betrieb dargestellt. Hierbei wird die Abluft L_ab1 und L_ab2 aus dem Fahrzeuginnenraum 4 aufgrund des entstehenden Überdrucks über die Lufteintrittsöffnungen 2.30 und 2.40 in den ersten und zweiten Luftkanal 2.3 und 2.4 gedrückt. Von dort strömt die Abluft L_ab1 und L_ab2 aus den Abluftabfuhröffnungen 2.31 und 2.41 in die Fahrzeugumgebung 10.
Ist die Kühlboxeinrichtung 3 in Betrieb genommen, wird mittels des Kühlgebläses 3.3 der Abluftstrom L_ab1 zumindest teilweise aus dem ersten Luftkanal 2.3 in den Luftzufuhrkanal 3.4 als Abluftstrom L_ab10 gesaugt und strömt hierbei unter Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeübertrager 3.22 über den Luftabfuhrkanal 3.5 in den zweiten Luftkanal 2.4 und wird dort zusammen mit dem Abluftstrom L_ab2 über die Abluftabfuhröffnung 2.41 an die Fahrzeugumgebung 10 als Abluftstrom L_ab3 abgegeben.
Wird mittels des Kühlgebläses 3.3 der Abluftstrom L_ab1 nicht vollständig als Abluftstrom L_ab10 in den Luftzufuhrkanal 3.4 abgesaugt, wird der restliche Luftstrom als Abluftstrom L_ab11 über die Abluftabfuhröffnung 2.31 an die Fahrzeugumgebung 10 abgeführt.
Der Vorteil dieser Betriebsweise, in welcher die Abluft L_ab1 aus dem Fahrzeuginnenraum 4 zur Kühlung des Innenraums 3.10 des Kühlbehälters 3.1 verwendet wird, besteht darin, dass das der Wärmeübertrager 3.22 mit kühlerer Kabinenabluft beaufschlagt wird und damit der Kälteanlagen-Prozess des Kältemittelkreislaufs 3.20 dynamischer, leistungsfähiger und effizienter abläuft.
Die beiden Lufteintrittsöffnungen 2.30 und 2.40 sind mittels einer Steuereinheit ansteuerbarer Luftklappen verschließbar ausgeführt, so dass im Umluft-Betrieb der Klimaanlage des Fahrzeugs 1 keine Abluft über die beiden Luftkanäle 2.3 und 2.4 an die Fahrzeugumgebung 10 abgeführt wird. In 4 sind diese beiden Lufteintrittsöffnungen 2.30 und 2.40 im geschlossenen Zustand dargestellt.
In diesem Zustand der Entlüftungsvorrichtung 2 gemäß 4, in welchem die beiden Lufteintrittsöffnungen 2.30 und 2.40 geschlossen sind, wird mittels des Kühlgebläses 3.3 über die offene Abluftabfuhröffnung 2.31 ein Luftstrom L aus der Fahrzeugumgebung 10 in den Luftzufuhrkanal 3.4 angesaugt und strömt anschließend unter Aufnahme von Wärme aus dem Wärmeübertrager 3.22 über den Luftabfuhrkanal 3.5 in den zweiten Luftkanal 2.4, um über die Abluftabfuhröffnung 2.41 des zweiten Luftkanals 2.4 in die Fahrzeugumgebung 10 als Luftstrom L abgeführt zu werden.
Um eine solche Luftansaugung aus der Fahrzeugumgebung 10 zu ermöglichen, ist dieser erste Luftkanal 2.3 in einem endseitigen Abschnitt bidirektional durchströmbar. Um das Ansaugen von Partikeln aus der Fahrzeugumgebung 10 zu vermeiden, weist die Abluftabfuhröffnung 2.31 des ersten Luftkanals 2.3 ein starres Sieb oder ein Filterelement auf, um gefilterte Luft dem Wärmeübertrager 3.22 zuzuführen und dadurch dessen Verschmutzung zu vermeiden.
Die mittels Luftklappen verschließbaren Lufteintrittsöffnungen 2.30 und 2.40 des ersten und zweiten Luftkanals 2.3 und 2.4 sowie deren Abluftabfuhröffnungen 2.31 und 2.41 sind mit einem Gitter versehen.
Der Verlauf des Luftzufuhrkanals 3.4 und des Luftabfuhrkanals 3.5 der Kühleinheit 3.2 kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. So können diese Kanäle entlang einer Hutablage des Fahrzeugs oder integriert in derselben verlaufen. Ferner können diese Kanäle entlang der Rücksitzlehne angeordnet werden. Schließlich ist es auch möglich, dass diese Kanäle entlang der Bodenpartie des Kofferraums 5 oder integriert in denselben verlaufen.
Der Vorteil dieser Betriebsweise der Kühlboxeinrichtung 3, direkt aus der Fahrzeugumgebung 10 zur Abfuhr von Wärme aus dem Wärmeübertrager 3.22 einen Luftstrom L aus der Fahrzeugumgebung 10 abzusaugen, besteht darin, dass anstelle des warmen, i.d.R. oberhalb der Umgebungstemperatur sich einstellenden und die Kühleinheit 3.2 umgebenden Temperaturniveaus, der Kühlbehälter 3.1 mit geringer konditionierte Umgebungstemperatur beaufschlagt wird. Zusätzlich trägt die Kühleinheit 3.2 durch ihren Betrieb weitere Wärme in ihr Umfeld ein. Der Kühlprozess kann sich durch die direkte Frischluftnutzung leistungsfähiger sowie effizienter entwickeln.
Bevorzugt ist eine symmetrische oder alternative zentrale Positionierung sowohl der Abluftabfuhröffnungen 2.31 und 2.41 als auch der Luftkanäle 2.3 und 2.4 zur Fahrzeugumgebung vorzusehen, um Zuglufteffekte im Fahrzeug möglichst gering zu halten. Ein Ausgleich kann über die steuerbaren Luftklappen der Lufteintritt Öffnungen 2.30 und 2.40 erzielt werden.
Der zweite Luftkanal 2.2 der Entlüftungsvorrichtung 2 der Fahrzeugs 1 gemäß den 3 und 4 kann auch ohne Verbindung zum Fahrzeuginnenraum über die Lufteintrittsöffnung 2.40 ausgeführt werden, so dass nur der Abluftstrom L_ab10 und der Luftstrom L aus der Kühleinheit 3.2 über einen solchen Luftkanal an die Fahrzeugumgebung 10 abgeführt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4 ist es auch möglich, den ersten Luftkanal 2.3 derart auszuführen, dass der Luftzufuhrkanal 3.4 ausschließlich mit der Lufteintrittsöffnung 2.30 verbunden ist, so dass der Abluftstrom L_ab1 direkt in den Luftzufuhrkanal 3.4 strömt. Dies ist aber nur darstellbar, wenn die Entlüftungsvorrichtung 2 des Fahrzeugs 1 ausschließlich entweder in einem Teilumluft-Betrieb oder in einem Frischluft-Betrieb betreibbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Entlüftungsvorrichtung
2.1: erster Luftkanal
2.10: Abluftzufuhröffnung
2.11: Abluftabfuhröffnung
2.2: zweiter Luftkanal
2.20: Abluftzufuhröffnung
2.21: Abluftabfuhröffnung
2.3: erster Luftkanal
2.30: Lufteintrittsöffnung
2.31: Abluftabfuhröffnung
2.4: zweiter Luftkanal
2.40: Lufteintrittsöffnung
2.41: Abluftabfuhröffnung
3: Kühlboxeinrichtung
3.1: Kühlbehälter
3.10: Innenraum des Kühlbehälters 3.1
3.2: Kühleinheit
3.20: Kältemittelkreislauf der Kühleinheit 3.2
3.21: Kältemittelverdichter
3.22: Wärmeübertrager
3.23: Verdampfer
3.24: Expansionsorgan
3.3: Kühlgebläse
3.4: Luftzufuhrkanal
3.40: Mündungsstelle des Luftzufuhrkanals 3.4
3.5: Luftabfuhrkanal
3.50: Mündungsstelle des Luftabfuhrkanals 3.5
4: Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 1
5: Kofferraum des Fahrzeugs 1
10: Fahrzeugumgebung
L: Luftstrom der Fahrzeugumgebung 10
L_ab: Abluftstrom aus dem Fahrzeuginnenraum 4
L_ab1: Abluftstrom
L_ab10: Abluftstrom
L_ab11: Abluftstrom
L_ab2: Abluftstrom
La_b3: Abluftstrom

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013206784 A1 [0005]
DE 202014104787 U1 [0006]
DE 102005023231 A1 [0007]

Claims

Fahrzeug (1) mit einer Entlüftungsvorrichtung (2) und einer Kühlboxeinrichtung (3), wobei a) die Entlüftungsvorrichtung (2) mit wenigstens einem Luftkanal (2.1, 2.3) zur Abfuhr von Abluft (L_ab, L_ab1) aus dem Fahrzeuginnenraum (4) in die Fahrzeugumgebung (10) ausgebildet ist, b) die Kühlboxeinrichtung (3) einen im Kofferraum (5) angeordneten Kühlbehälter (3.1) zur Aufnahme von Kühlgut und eine Kühleinheit (3.2) zur Kühlung des Innenraums (3.10) des Kühlbehälters (3.1) aufweist, und c) die Kühleinheit (3) ein Kühlgebläse (3.3) aufweist, mit welchem über einen Luftzufuhrkanal (3.4) aus dem wenigstens einen Luftkanal (2.1, 2.3) der Entlüftungsvorrichtung (2) entweder ein Abluftstrom (L_ab10) aus dem Fahrzeuginnenraum (4) oder ein Luftstrom (L) aus der Fahrzeugumgebung (10) ansaugbar ist und dieser Abluftstrom (L_ab10) oder dieser Luftstrom (L) mit der dem Kühlgut entzogenen Wärme in einen Luftabfuhrkanal (3.5) führbar ist, wobei der Luftabfuhrkanal (3.5) mit einem in die Fahrzeugumgebung (10) führenden weiteren Luftkanal (2.2, 2.4) zur Abfuhr des Abluftstroms (L_ab10) oder des Luftstroms (L) in die Fahrzeugumgebung (10) verbunden ist..
Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, bei welchem a1) die Entlüftungsvorrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass die Abluft (L_ab) aus dem Fahrzeuginnenraum (4) über den Kofferraum (5) in den wenigstens einen Luftkanal (2.1) und anschließend in die Fahrzeugumgebung (10) abführbar ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 2, bei welchem a2) der wenigstens eine Luftkanal (2.1) eine verschließbare Abluftzufuhröffnung (2.10) aufweist, über welche ein Abluftstrom (L_ab1) aus dem Kofferraum (5) in die Fahrzeugumgebung (10) abführbar ist, wobei - im offenen Zustand der Abluftzufuhröffnung (2.10) des wenigstens einen Luftkanals (2.1) der Abluftstrom (L_ab1) aus dem Kofferraum (5) in die Fahrzeugumgebung (10) und/oder in den Luftzufuhrkanal (3.4) führbar ist, und - im geschlossenen Zustand der Abluftzufuhröffnung (2.10) des wenigstens einen Luftkanals (2.1) ein Luftstrom (L) aus der Fahrzeugumgebung (10) in den Luftzufuhrkanal (3.4) mittels des Kühlgebläses (3.3) ansaugbar ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, bei welchem a3) der wenigstens eine Luftkanal (2.3) der Entlüftungsvorrichtung (2) ausgebildet ist, wenigstens eine verschließbare Lufteintrittsöffnung (2.30) im Fondbereich des Fahrzeugs (1) mit einer Luftaustrittsöffnung (2.31) im Heckbereich des Fahrzeugs (1) zu verbinden.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 4, bei welchem a4) im offenen Zustand der Abluftzufuhröffnung (2.30) des wenigstens einen Luftkanals (2.3) Abluft (L_ab1) aus dem Fahrzeuginnenraum (4) in die Fahrzeugumgebung (10) und/oder in den Luftzufuhrkanal (3.4) führbar ist, und a5) im geschlossenen Zustand der Abluftzufuhröffnung (2.30) des wenigstens einen Luftkanals (2.3) Luft (L) aus der Fahrzeugumgebung (10) in den Luftzufuhrkanal (3.4) mittels des Kühlgebläses (3.3) ansaugbar ist.
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der weitere Luftkanal (2.2, 2.4) als Luftkanal der Entlüftungsvorrichtung (2) ausgebildet ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 6, jedoch nicht nach einem der Ansprüche 4 und 5 bei welchem - die Entlüftungsvorrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass die Abluft (L_ab) aus dem Fahrzeuginnenraum (4) über den Kofferraum (5) zusätzlich in den weiteren Luftkanal (2.2, 2.4) abführbar ist, und - der weitere Luftkanal (2.2, 2.4) eine verschließbare Abluftzufuhröffnung (2.20) aufweist, über welche ein Abluftstrom (L_ab2) in die Fahrzeugumgebung (10) abführbar ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 6, jedoch nicht nach einem der Ansprüche 2 und 3, bei welchem der weitere Luftkanal (2.4) der Entlüftungsvorrichtung (2) ausgebildet ist, eine verschließbare Lufteintrittsöffnung (2.40) im Fondbereich des Fahrzeugs (1) mit einer Luftaustrittsöffnung (2.41) im Heckbereich des Fahrzeugs (1) zu verbinden.
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem c1) die Kühleinheit (3.2) einen Kältemittelkreislauf (3.20) mit einem Kältemittelverdichter (3.21), einem Wärmeübertrager (3.22) und einem Verdampfer (3.23 mit zugeordnetem Expansionsorgan (3.24) aufweist, und c2) der Wärmeübertrager (3.22) zusammen mit dem Kühlgebläse (3.3) in dem von dem Luftzufuhrkanal (3.4) und dem Luftabfuhrkanal (3.5) gebildeten Luftkanal angeordnet sind.