DE102020214979A1 - Klimaanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage (1) für ein Kraftfahrzeug (2) mit einer Luftreinigungseinrichtung (3) mit einem Gehäuse (4), in dem eine Beleuchtungseinrichtung (8) und mindestens ein photokatalytisch wirksamer Oberflächenbereich (9) angeordnet sind und der Luftstrom (6) im Gehäuse (4) zumindest partiell entlang des mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs (9) geführt ist und wobei der mindestens eine photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich (9) von der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung (8) anstrahlbar ist.Erfindungswesentlich ist dabei,- dass ein Diffusor (10), ein Filterelement (11) und ein Verdampfer (12) vorgesehen sind,- dass das Filterelement (11) stromauf des Verdampfers (12) und stromab des Diffusors (10) angeordnet ist, sodass der Luftstrom (6) um in den Verdampfer (12) zu gelangen, das Filterelement (11) durchströmen muss,- dass der photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich (9) zumindest auf einer Rohseite des Filterelements (11) angeordnet ist.Hierdurch kann eine effektive und bauraumoptimierte sowie strömungsgünstige Luftreinigung erfolgen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer Luftreinigungseinrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Klimaanlage.
  • Aus der WO 2017/162577 A1 ist eine Luftreinigungseinrichtung mit einem Gehäuse bekannt, das zumindest eine Eingangsöffnung zur Zuführung eines Luftstroms und mindestens eine Ausgangsöffnung zur Ausleitung des über die Eingangsöffnung zugeführten Luftstroms aufweist, wobei in dem Gehäuse mindestens eine Beleuchtungseinrichtung und mindestens ein photokatalytisch wirksamer Oberflächenbereich angeordnet sind, der von der Beleuchtungseinrichtung beleuchtet und von dem Luftstrom überstrichen wird. Hierdurch soll eine deutliche Verbesserung der Luftqualität erreicht werden.
  • Aus der EP 1 494 881 B1 ist ein Luftreiniger für ein Fahrerhaus eines Kraftfahrzeugs mit einem Reinluftfilter bekannt, der eine Überzugsschicht aus ungewebten Fasern umfasst, die ziehharmonikaförmig gefaltet sind. Des Weiteren umfasst der Luftreiniger einen Gasfilter der mehrere Schichten sowie ein Photokatalysatormittel aufweist.
  • Aus der DE 10 2016 120 656 A1 ist wiederum eine gattungsgemäße Luftreinigungseinrichtung mit einem Gehäuse bekannt.
  • Aus der WO 96/38212 A2 ist eine Vorrichtung zur Oxidierung organischer Verschmutzungen in einem Luftstrom bekannt.
  • Für eine angenehme und gesunde Luftqualität sollte Luft, die sich in einem Fahrgastinnenraum befindet und solche, die in den Fahrgastinnenraum eingespeist wird, zumindest überwiegend von Schadstoffen, wie beispielsweise Feinstaub, Schadgasen, wie z.B. Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden, sowie unangenehmen Gerüchen, wie beispielsweise Ammoniak, Trimethylamin und Schwefelwasserstoff, gereinigt werden. Ein großes Problem, insbesondere in urbanen Räumen, stellen dabei Schadgas- und Geruchsbelastungen in der Außenluft dar. Diese liegen in Großstädten im Tagesmittel oft in Größenordnungen, von denen langfristig eine Gesundheitsgefährdung ausgehen kann. Die Abreinigung von Schadgasen, die über eine Klimaanlage in einen Fahrgastinnenraum gelangen und/oder durch einen Umluftbetrieb umgewälzt werden können, geschieht heutzutage üblicherweise mittels sogenannter Hybridfilter. Diese sind in der Klimaanlage verbaut und ausschlaggebend für die Luftqualität in einem Fahrgastinnenraum. Ein derartiger Hybridfilter besteht dabei üblicherweise aus einer Filterschicht, die Partikel aus der den Filter durchströmenden Luft abreinigt. Außerdem weist ein derartiger Hybridfilter oftmals noch eine weitere Schicht zur Abreinigung von Schadgasen und Gerüchen auf, welche heutzutage oft als auf das Partikelfiltermedium aufgebrachte Aktivkohleschicht ausgebildet ist, in/an der Schadgase reversibel physikalisch gebunden werden können.
  • Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Hybridfiltern ist jedoch, dass diese aufgrund eines limitierten Bauraums keinen zu hohen Druckverlust aufweisen dürfen. Dadurch sind insbesondere dicht gepackte Abscheidemedien zur stetigen hohen Feinstaubabscheidung sowie zur stetig hohen Schadgas- und Geruchsabscheidung nur begrenzt möglich. Aus diesem Grund können herkömmliche Hybridfilter oftmals nur einen geringen Abscheidegrad für Feinstäube sowie eine begrenzte Adsorptions-/Speicherfähigkeit von Schad- sowie Geruchsgasen durch eine Aktivkohleschicht erreichen. Außerdem sorgen im Fahrbetrieb übliche Änderungen der Luftfeuchte sowie der Temperatur dafür, dass bisher adsorbierte/gespeicherte Schad- sowie Geruchsstoffe wieder desorbiert bzw. abgegeben werden. Außerdem kann durch eine starke Belastung der zu reinigenden Luft mit Partikeln bzw. Schad- und Geruchsstoffen eine Sättigung der Aktivkohle schon vor dem Ablaufen eines Wechselintervalls erfolgen, was dazu führen kann, dass die adsorbierten bzw. gespeicherten Schad- und Geruchsstoffe wieder in einen Fahrgastinnenraum abgegeben werden.
  • Darüber hinaus kann auch Aktivkohle nicht alle anfallenden Schadgase gleich gut abreinigen, so ist beispielsweise bei Acetaldehyd eine Abreinigung mittels Aktivkohle z.B. nur unbefriedigend möglich. Weitere Funktionen, wie beispielsweise das Abtöten von Keimen durch eine biofunktionale Schicht und/oder eine katalytische Wirkung, werden von bekannten Luftreinigungseinrichtungen überhaupt nicht abgedeckt. Außerdem können auch bekannte Aktivkohlefilter zur Gas-/Geruchsbeseitigung die Schad- bzw. Geruchsgase nur speichern und insbesondere nach einer vollständigen Sättigung nicht mehr aufnehmen. Aus diesem Grund ist ein turnusmäßiges Tauschen derartiger Aktivkohlefilter zwingend erforderlich.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine Klimaanlage anzugeben, mit der insbesondere die aus dem Stand der Technik in Verbindung mit Luftreinigungseinrichtungen bekannten Nachteile überwunden werden können.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einer bisher bekannte Klimaanlage mit einer Luftreinigungseinrichtung einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich vorzusehen, mittels welchem Schad- und Geruchsgase langfristig abgereinigt werden können. Die erfindungsgemäße Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug weist dabei eine Luftreinigungseinrichtung mit einem Gehäuse auf, welches mindestens eine Eingangsöffnung zur Zuführung eines Luftstroms und mindestens eine Ausgangsöffnung zur Ausleitung des über die Eingangsöffnung zugeführten Luftstroms besitzt. In dem Gehäuse sind dabei zumindest eine Beleuchtungseinrichtung sowie mindestens ein photokatalytisch wirksamer Oberflächenbereich angeordnet und zugleich ist der Luftstrom im Gehäuse zumindest partiell entlang des mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs geführt. Der photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich wird dabei von der Beleuchtungseinrichtung angestrahlt bzw. beleuchtet und damit aktiviert. Erfindungsgemäß sind nun ein Diffusor zur Streuung des Luftstroms, ein Filterelement sowie ein Verdampfer vorgesehen, wobei das Filterelement stromauf des Verdampfers und stromab des Diffusors angeordnet ist, so dass der Luftstrom um in den Verdampfer zu gelangen, das Filterelement durchströmen muss. Der photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich ist dabei auf einer Rohseite des Filterelements angeordnet und kann von einer ebenfalls rohseitig des Filterelements angeordneten Beleuchtungseinrichtung beleuchtet werden. „Rohseitig“ kann dabei bedeuten direkt auf der rohseitigen Oberfläche des Filterelements. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung vor dem Verdampfer, kann ein dort noch ungenutzter Bauraum für einen photokatalytischen Reaktor genutzt werden und dort für eine optimierte Abreinigung von Schad- und Geruchsstoffen sorgen.
  • Zweckmäßig weist das Filterelement ein Faltenfilter auf oder ist als ein solches ausgebildet. Um eine möglichst große photokatalytische Oberfläche zu erhalten, wird das Filterelement, beispielsweise ein Filterpapier, zu einem Faltenfilter gefaltet und von der Beleuchtungseinrichtung beleuchtet. Der die Klimaanlage durchströmende Luftstrom tritt so zunächst vom Diffusor kommend entlang der Falten des Filterelements ein, und überströmt dieses zunächst. Das Filterelement selbst besitzt eine Abdichtung, so dass der vom Diffusor kommende Luftstrom nur auf einer Seite des Filterelements entlang strömen kann und nicht am Filterelement vorbei direkt zum Verdampfer. Der Luftstrom strömt somit zunächst entlang der Falten und muss dann hin zum Verdampfer durch das Filterelement hindurchtreten. Rein theoretisch ist dabei selbstverständlich auch eine Anordnung eines photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs auf einer Reinseite des Filterelements denkbar, der ebenso wie der auf der Rohseite angeordnete photokatalytische Oberflächenbereich von der rohseitig angeordneten Beleuchtungseinrichtung oder aber von einer zusätzlichen Beleuchtungseinrichtung beleuchtet und damit aktiviert wird. Durch eine beidseitige Beschichtung des Filterelements mittels photokatalytischer Oberflächenbereiche, kann eine Abreinigung der Schad- und Geruchsgase nochmals gesteigert werden.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung verlaufen Falten des als Faltenfilter ausgebildeten Filterelements parallel zum Luftstrom, wodurch vorzugsweise der gesamte Oberflächenbereich auf der Rohseite des Filterelements vom einströmenden Luftstrom überstrichen und dadurch photokatalytisch abgereinigt werden kann. Hierdurch lässt sich somit eine deutlich verbesserte Reinigungswirkung erzielen. Durch die parallel zum Luftstrom verlaufenden Falten kann zudem ein Druckverlust minimiert werden.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist ein Faltenabstand A zwischen einzelnen Falten des Filterelements größer als 10mm. Ein derartiger gewählter Faltenabstand A ermöglicht eine gleichmäßige, homogene und ausreichende Beleuchtung der Rohseite des Filterelements und damit der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche auf der Rohseite des Filterelements. Insbesondere kann durch diesen Faltenabstand gewährleistet werden, dass die Beleuchtung auch in die Tiefe der einzelnen Falten dringen kann.
  • Hierbei kann auch eine schräge Einbaulage des Filterelements erwogen werden, bei der ein Abstand zwischen einer die Beleuchtungseinrichtung aufnehmenden Leiterplatte und dem Filterelement vom Diffusor weggehend geringer wird. Aus diesem Grund kann die Leiterplatte beispielsweise Leuchtdioden aufweisen, die mit zunehmendem Abstand vom Diffusor immer dichter auf der Leiterplatte angeordnet sind, um auch in den entfernten Bereichen noch eine optimale Ausleuchtung bzw. Beleuchtung der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche bewirken zu können.
  • Zweckmäßig weist die Beleuchtungseinrichtung eine Leiterplatte mit lichtemittierenden Dioden auf, wobei eine Lochmaske vorgesehen ist, die die Leiterplatte in Richtung des photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs abdeckt und Aussparungen für die Dioden aufweist. Mittels einer derartigen Beleuchtungseinrichtung ist es möglich, die Leiterplatte vor Verschmutzungen und Feuchtigkeit, die im Luftstrom mitgeführt werden, zu schützen. Die Lochmaske weist lediglich Aussparungen für die Dioden auf, um die Beleuchtung der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche zu gewährleisten. Eine Verschmutzung der darunter angeordneten Leiterplatte kann hierdurch aber zumindest minimiert, vorzugsweise sogar ausgeschlossen werden.
  • Zweckmäßig ist die Lochmaske mit der Leiterplatte verclipst bzw. verschraubt. Insbesondere eine Clipsverbindung ermöglicht dabei eine schnelle und zuverlässige Fixierung der Lochmaske an der Leiterplatte, ohne weitere Fixiermittel, wie beispielsweise Schrauben und auch ohne weiteres Werkzeug. Eine derartige Clipsverbindung kann beispielsweise über Hakenelemente erfolgen, die mit der Leiterplatte in montiertem Zustand verrasten. Eine derartige Clipsverbindung ermöglicht auch ein leichtes Demontieren der Lochmaske von der Leiterplatte, beispielsweise zur Reparatur- und Wartungszwecken.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist das Filterelement über eine Kederschiene direkt in das Gehäuse einschiebbar. Eine derartige Kederschiene ermöglicht einen dichten und zugleich leichten Einbau des Filterelements im Gehäuse und reduziert dadurch das Risiko einer den Filtereffekt reduzierenden Bypassströmung. Durch eine derartige Kederschiene, in welche das Filterelement mit einem zugehörigen Rand eingeschoben wird, kann auch eine einfache Montage des Filterelements im Gehäuse erreicht werden, insbesondere ohne zusätzliche Fixiermittel, wie beispielsweise Schrauben und ohne zusätzliche Werkzeuge.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist zumindest ein Teil des photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs mit Titandioxid (TiO2) beschichtet oder weist Titandioxid-Ionen (TiO2-Ionen) auf. Mittels derartiger Titandioxid-Ionen können durch die Bestrahlung mit Licht, insbesondere mit UV-Licht, Radikale erzeugt werden, die zur Zersetzung organischer Substanzen, beispielsweise Schad- und Geruchsstoffe, genutzt werden können. Durch eine Dotierung des photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs mit Titandioxid-Ionen ist es möglich, einen größeren Wellenlängenbereich des Lichts für die Aktivierung der Photokatalyse zu nutzen.
  • Zweckmäßig emittieren die lichtemittierenden Dioden Licht mit einer Wellenlänge λ von λ < 400 nm. Derartiges Licht wird als UV-Licht (Ultraviolett) bezeichnet und ermöglichen eine optimale Aktivierung der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist das Filterelement Glasfasern, Polymerfasern, Keramikfasern oder Metallfasern als Trägerschicht für den katalytisch wirksamen Oberflächenbereich auf. Besonders Glasfasern sind herbei vorteilhaft, da diese nicht nur chemisch inert gegenüber einer Bestrahlung mittels UV-Licht sind und nur eine sehr geringfügige Alterung aufweisen, sondern zudem auch Licht sehr gut reflektieren, wodurch eine optimierte Ausleuchtung der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche auch in der Tiefe ermöglicht wird. Selbstverständlich können auch die anderen genannten Materialien für Fasern bzw. eine Trägerschicht der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche herangezogen werden, wobei jedoch die Trägermaterialien eine hohe Porosität aufweisen sollten, um einen Strömungswiderstand und damit einen Druckabfall so gering wie möglich zu halten. Beispielsweise kann auch ein Vlies eines Hybridfilters mit vergleichbarer Porosität verwendet werden, wobei für eine ausreichende Stabilität des gefalteten Filterelements auch ohne Seitenbänder beispielsweise eine Verstärkung durch Leinraupen denkbar ist.
  • Zweckmäßig ist stromauf des Diffusors ein Partikelfilter in der Klimaanlage angeordnet. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass der mittels der Photokatalyse zur reinigenden Luftstrom keine bzw. nur noch eine sehr geringe Menge an Partikeln enthält, wodurch eine Verschmutzung der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche vermieden werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Klimaanlage auszustatten und dadurch eine Reinigung von einem Fahrgastinnenraum zuzuführender Luft von Schad- und Geruchsgasen über die gesamte Lebensdauer des Kraftfahrzeugs gewährleisten zu können, da die photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche durch die Beleuchtungseinrichtung aktiviert werden und keinem Verschleiß unterliegen.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch:
    • 1 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene I-I durch eine erfindungsgemäße Klimaanlage,
    • 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnitteben II-II durch die erfindungsgemäße Klimaanlage.
  • Entsprechend den 1 und 2, weist eine erfindungsgemäße Klimaanlage 1 für ein Kraftfahrzeug 2 eine Luftreinigungseinrichtung 3 mit einem Gehäuse 4 auf. Das Gehäuse 4 besitzt dabei mindestens eine Eingangsöffnung 5 zur Zuführung eines Luftstroms 6 und mindestens eine Ausgangsöffnung 7 zur Ausleitung des über die Eingangsöffnung 5 zugeführten Luftstroms 6. Im Gehäuse 4 weiter angeordnet sind zumindest eine Beleuchtungseinrichtung 8 und mindestens ein photokatalytisch wirksamer Oberflächenbereich 9, der von der zumindest einen Beleuchtungseinrichtung 8 anstrahlbar bzw. beleuchtbar ist. Der in das Gehäuse 4 eintretende Luftstrom 6 strömt dabei zumindest partiell entlang des photokatalytischen Oberflächenbereichs 9. Erfindungsgemäß weist nun die Klimaanlage 1 noch einen Diffusor 10, ein Filterelement 11 sowie einen Verdampfer 12 auf, wobei das Filterelement 11 stromauf des Verdampfer 12 und stromab des Diffusors 10 angeordnet ist, so dass der Luftstrom 6 um in den Verdampfer 12 zu gelangen, das Filterelement 11 durchströmen muss. Der photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich 9 ist dabei zumindest auf einer Rohseite des Filterelements 11 angeordnet.
  • Das Filterelement 11 ist im gezeichneten Fall als Faltenfilter ausgebildet bzw. weist ein solches auf, so dass in diesem Fall der photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich 9 auf der Rohseite des Faltenfilters angeordnet ist. Ein Faltenabstand A beträgt dabei vorzugsweise mehr als 10mm, wodurch eine optimale Beleuchtung der rohseitig auf dem Faltenmaterial des Filterelements 11 angeordnete photokatalytische Oberflächenbereich 9 möglich ist. Einzelnen Falten des Faltenfilters sind dabei in den Falten und auch an Stirnseiten 20 abgedichtet, sodass eine unerwünschte Bypassströmung ohne die Möglichkeit eine photokatalytischen Abreinigung unterbunden werden kann.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 8 besitzt eine Leiterplatte 13 mit lichtemittierenden Dioden 14, wobei die Dioden 14 vorzugsweise UV-Licht mit einer Wellenlänge λ < 400 nm emittieren. Ebenfalls vorgesehen ist eine Lochmaske 15, die die Leiterplatte 13 in Richtung des photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs 9 abdeckt und Aussparungen 16 für die lichtemittierenden Dioden 14 aufweist. Hierdurch ist ein Schutz der Leiterplatte 13 vor dem Luftstrom 6 und dem darin unter Umständen mitgeführten Schmutzstoffen bzw. Wasser möglich. Die Lochmaske 15 kann mit der Leiterplatte 13 verclipst bzw. verschraubt sein, wobei insbesondere eine Clipsverbindung eine einfache Montage und Demontage ohne weitere Fixiermittel, wie beispielsweise Schrauben, und insbesondere auch ohne Werkzeug ermöglicht. Selbstverständlich ist auch eine einfache Verschraubung denkbar.
  • Das Filterelement 11 kann über eine Kederschiene 17 dicht in das Gehäuse 4 eingeschoben werden, wodurch insbesondere auch eine Montage des Filterelements 11 im Gehäuse 4 ohne weitere Werkzeuge bzw. Hilfsmittel und/oder Fixiermittel, durch ein einfaches Einschieben möglich ist.
  • Das Filterelement 11 ist zudem gemäß der 2 schräg zur Beleuchtungseinrichtung 8 angeordnet, wobei sich ein Abstand zwischen der Beleuchtungseinrichtung 8 und dem Filterelement 11 vom Diffusor 10 weg reduziert. Der Luftstrom 6 wird somit im hinteren Bereich mehr durch das Filterelement 11 gedrängt. Hierdurch kann eine Kombination aus Entlang- und Durchströmen erreicht werden.
  • Der photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich 9 kann Titandioxid aufweisen bzw. mit Titandioxid (TiO2) beschichtet sein oder mit Titandioxid-Ionen dotiert sein. Eine derartige Beschichtung bzw. generell Titandioxid ermöglicht die Bildung von Radikalen durch Beleuchten mit UV-Licht, wobei derartige Radikale organische Verbindungen, wie beispielsweise Geruchs- und Schadstoffe zersetzen und insbesondere auch antimikrobiell wirken, wodurch eine hohe Reinigungswirkung des Luftstroms 6 ermöglicht wird. Selbstverständlich ist dabei denkbar, dass der photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich 9 nicht nur rohseitig auf dem Filterelement 11, sondern auch reinseitig auf diesem angeordnet ist, so dass auch eine das Filterelement 11 durchdringende UV-Strahlung die reinseitig angeordnete photokatalytische Beschichtung aktivieren kann, wodurch ein verstärkter Reinigungseffekt erzielbar ist.
  • Ebenfalls denkbar ist selbstverständlich, dass die Lochmaske 15 an einer Innenfläche 18 einen derartig katalytisch wirksamen Oberflächenbereich 9 aufweist und ebenfalls zusätzlich zur Reinigung des Luftstroms 6 herangezogen werden kann.
  • Das Filterelement 11 kann Glasfaser, Polymerfasern, Keramikfasern oder Metallfasern als Trägerschicht für den photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich 9 aufweisen, wobei jedoch die Trägerschicht eine genügend hohe Porosität aufweisen muss, um einen Druckabfall im Filterelement 11 möglichst klein halten zu können.
  • Stromauf des Diffusors 10 kann darüber hinaus zumindest ein Filter 19 angeordnet sein (vgl. 2), insbesondere ein Partikelfilter oder Aktivkohlefilter, wodurch der dem Gehäuse 4 der Luftreinigungseinrichtung 3 zugeführte Luftstrom 6 bereits vorgereinigt wird, wodurch insbesondere eine Verschmutzung sowohl der Beleuchtungseinrichtung 8 als auch der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche 9 zumindest reduziert werden kann.
  • Mit der erfindungsgemäßen Klimaanlage 1 kann eine bauraumoptimierte Verbesserung einer Schadgas- und Geruchsabscheidung im Vergleich zu Aktivkohle mit gleichzeitig reduziertem Strömungswiderstand bzw. Druckverlust erreicht werden. Zugleich kann auch eine hohe Abscheiderate von Feinstaub im Vergleich zu gängigen Klimaanlagen erreicht werden. Von großem Vorteil des photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs 9 ist zudem, dass sich dessen Reinigungseffekt nicht über die Zeit verbraucht, da die Umsetzung bzw. Abreinigung von Schadgasen bzw. Geruchsstoffen über Katalyse erfolgt. Durch die vorhandene Biofunktionalität kann auch eine antimikrobielle Wirkung erreicht werden.
  • Von besonderem Vorteil ist darüber hinaus, dass die Luftreinigungseinrichtung 3 mit der Beleuchtungseinrichtung 8 und der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche 9 in vorhandenen Klimaanlagen 1 ohne zusätzlichen Bauraum implementiert werden kann. Durch das Filterelement 1 kann zudem eine homogenisierte Anströmung des Verdampfers 12 erreicht werden, wodurch auch dessen Wirkungsgrad gesteigert werden kann. Insgesamt kann mit der Erfindung ein optimaler Kompromiss aus möglichst großer Katalysatoroberfläche, optimaler Beleuchtung dieser Fläche, das heißt der photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereiche 9, geringem Druckverlust sowie Einfachheit der einzelnen Komponenten erreicht werden. Im Vergleich zu bislang aus dem Stand der Technik bekannten Filterelementen erfolgt auch kein Druckverlustanstieg über die Lebenszeit.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2017/162577 A1 [0002]
    • EP 1494881 B1 [0003]
    • DE 102016120656 A1 [0004]
    • WO 9638212 A2 [0005]

Claims (12)

  1. Klimaanlage (1) für ein Kraftfahrzeug (2) mit einer Luftreinigungseinrichtung (3) mit einem Gehäuse (4), das mindestens eine Eingangsöffnung (5) zur Zuführung eines Luftstroms (6) und mindestens eine Ausgangsöffnung (7) zur Ausleitung des über die Eingangsöffnung (5) zugeführten Luftstroms (6) aufweist, wobei im Gehäuse (4) mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (8) und mindestens ein photokatalytisch wirksamer Oberflächenbereich (9) angeordnet sind und der Luftstrom (6) im Gehäuse (4) zumindest partiell entlang des mindestens einen photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs (9) geführt ist und wobei der mindestens eine photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich (9) von der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung (8) anstrahlbar ist, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Diffusor (10), ein Filterelement (11) und ein Verdampfer (12) vorgesehen sind, - dass das Filterelement (11) stromauf des Verdampfers (12) und stromab des Diffusors (10) angeordnet ist, sodass der Luftstrom (6) um in den Verdampfer (12) zu gelangen, das Filterelement (11) durchströmen muss, - dass der photokatalytisch wirksame Oberflächenbereich (9) zumindest auf einer Rohseite des Filterelements (11) angeordnet ist.
  2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (11) ein Faltenfilter aufweist oder ein solches ist.
  3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faltenabstand A größer als 10 mm ist.
  4. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (8) eine Leiterplatte (13) mit lichtemittierenden Dioden (14) aufweist, wobei eine Lochmaske (15) vorgesehen ist, die die Leiterplatte (13) in Richtung des photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs (9) abdeckt und Aussparungen (16) für die lichtemittierenden Dioden (14) aufweist.
  5. Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochmaske (15) mit der Leiterplatte (13) verclipst und/oder verschraubt ist.
  6. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (11) über eine Kederschiene (17) dicht in das Gehäuse (4) einschiebbar ist.
  7. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereichs (9) mit Titandioxid (TiO2) beschichtet oder mit Titandioxid-Ionen dotiert ist.
  8. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtemittierende Dioden (14) Licht mit einer Wellenlänge λ von λ < 400 nm emittieren.
  9. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (11) Glasfasern, Polymerfasern, Keramikfaser oder Metallfasern als Trägerschicht für den photokatalytisch wirksamen Oberflächenbereich (9) aufweist.
  10. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftreinigungseinrichtung (3) stromauf des Diffusors (10) zumindest ein Filter (19), insbesondere ein Partikelfilter oder ein Aktivkohlefilter, aufweist.
  11. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (11) schräg zur Beleuchtungseinrichtung (8) angeordnet ist, wobei sich ein Abstand zwischen der Beleuchtungseinrichtung (8) und dem Filterelement (11) vom Diffusor (10) weg reduziert.
  12. Kraftfahrzeug (2) mit einer Klimaanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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