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Die vorliegende Erfindung betrifft Klimatisierungskreise für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage für einen Kraftfahrzeugfahrgastraum, mit der die Luftstromtemperatur in einem oder in mehreren Bereichen des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs gesteuert werden kann.
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Ein Kraftfahrzeug ist häufig mit einer Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage ausgestattet, die dazu vorgesehen ist, die aerothermischen Parameter der im Fahrgastraum verteilten Luft und insbesondere die Temperatur eines Luftstroms zu regulieren, der von der Anlage in den Fahrgastraum geleitet wird.
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Die Anlage weist im Allgemeinen ein Gehäuse auf, das durch Wände begrenzt wird, durch die Öffnungen ausgebildet sind, die mindestens einen Lufteinlass und mindestens eine Luftverteilungsöffnung umfassen.
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Das Gehäuse nimmt in bekannter Weise im Allgemeinen einen Lüftersatz auf, der auch als Pulsator bezeichnet wird, um den Luftstrom von dem Lufteinlass zur Luftverteilungsöffnung in Umlauf zu bringen. Das Gehäuse nimmt auch Wärmebehandlungsmittel auf, um den Luftstrom vor seiner Verteilung innerhalb des Fahrgastraums durch die Luftverteilungsöffnung zu erwärmen und/oder zu kühlen. Die Wärmebehandlungsmittel können beispielhaft einen Verdampfer aufweisen, der den durch ihn strömenden Luftstrom kühlen soll, und einen Heizkörper, der gegebenenfalls einem zusätzlichen Heizkörper zugeordnet ist und die durch ihn strömende Luft erwärmen soll.
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Die Anlage kann außerdem mehrere Klappen aufweisen, um den Luftdurchgang durch Verteilungsöffnungen zu steuern, die Belüftungs- oder Ventilationsauslässen entsprechen, die zum Fahrgastraum des Fahrzeugs offen sind, oder auch einem Auslass zum Enteisen/Freimachen insbesondere der Windschutzscheibe des Fahrzeugs entsprechen.
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Bei der in einer derartigen Anlage zirkulierenden Luft kann es sich außerdem um einen Außenluftstrom oder um den Luftstrom handeln, der aus dem Fahrgastraum stammt und erneut in der Anlage zirkuliert, wobei dies dann als Umluft- oder Umwälzluftstrom bezeichnet wird, oder es kann sich auch um eine Mischung aus beiden handeln. Eine Mischklappe kann den Anteil der Außenluft und den Anteil der Umluft verteilen.
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Wenn die Außentemperatur niedrig ist und der aus dem Fahrgastraum stammende Luftstrom zum Heizen des Fahrgastraums wiederverwendet wird, besteht die Gefahr, dass sich Beschlag an den Fahrzeugscheiben und insbesondere an der Windschutzscheibe bildet. Die Anwesenheit von Insassen im Fahrgastraum trägt nämlich dazu bei, den Umluftstrom mit Feuchtigkeit zu beladen, die nach einer gewissen Benutzungszeit an den Scheiben kondensiert, sobald aufgrund der Außentemperatur der Taupunkt erreicht werden kann.
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Um dieses Problem zu verhindern, wird in den meisten Fällen für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor zum Heizen des Fahrgastraums die Außenluft erwärmt und dann in den Fahrgastraum geblasen.
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Diese Lösung eignet sich jedoch nicht für ein Elektrofahrzeug, da aufgrund der niedrigen Temperatur der Außenluft eine hohe elektrische Leistung erforderlich ist, um das Heizen durchzuführen, und die Dauer der elektrischen Betriebszeit des Fahrzeugs kann verringert sein. Es muss vielmehr die Wiederverwertung der Fahrgastraumluft zum Heizen als Lösung gewählt werden, um den Stromverbrauch zu reduzieren.
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Es besteht somit ein Widerspruch zwischen den Lösungen zur Reduzierung des erforderlichen Leistungsverbrauchs und zur Reduzierung der Gefahr eines Beschlagens der Fahrzeugscheiben.
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Gemäß einer bekannten Lösung weist die Anlage einen Einlass für einen Außenluftstrom auf, der so angeordnet ist, dass dieser Außenluftstrom den Verdampfer umströmt. Dieser Außenluftstrom, der den Verdampfer umgeht, und ein Umwälzluftstrom, der vor dem Heizen von dem Verdampfer gekühlt wird, können somit vermischt werden, wobei die schließlich erhaltene Luft trockener ist.
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Mit dieser Lösung ist es jedoch nicht möglich, die Feuchtigkeit im Fahrgastraum ausreichend zu reduzieren, um das Risiko des Beschlagens der Windschutzscheibe oder der anderen Fahrzeugscheiben zu reduzieren.
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Es sind außerdem Anlagen mit zwei Ebenen bekannt, d.h. mit zwei Luftzirkulationskanälen.
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Es ist insbesondere eine Anlage bekannt, deren erste Ebene einen Luftzirkulationskanal aufweist, in dem die Elemente einer herkömmlichen Anlage aufgenommen sind, um den Wärmekomfort im Fahrgastraum zu gewährleisten, und deren zweite Ebene für die Behandlung eines Umlaufluftstroms, der auf die Fußauslässe zu verteilen ist, verwendet wird.
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Mit dieser Lösung ist ein schnelleres Heizen möglich. Diese Lösung löst jedoch nicht das Problem des Beschlagens der Fahrzeugscheiben und insbesondere der Windschutzscheibe.
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Die
US 5 309 731 A zeigt eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Anlage vorzuschlagen, mit der das Auftreten von Beschlag insbesondere an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs verzögert werden kann.
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Zu diesem Zweck ist der Gegenstand der Erfindung eine Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, die Folgendes aufweist:
- - mindestens einen ersten Einlass für einen Außenluftstrom und mindestens einen zweiten Einlass für einen Umluftstrom,
- - mindestens eine erste Luftverteilungsöffnung mit einem Luftauslass auf Höhe mindestens einer Scheibe des Fahrzeugs und mindestens eine zweite Luftverteilungsöffnung mit einem Luftauslass im Fahrgastraum des Fahrzeugs,
- - mindestens einen ersten Luftstromzirkulationskanal und
- - mindestens einen zweiten Luftstromzirkulationskanal,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanal einerseits mit dem ersten Einlass für den Außenluftstrom verbunden ist, so dass er ausschließlich mit dem Außenluftstrom gespeist wird, und andererseits mit der ersten Luftverteilungsöffnung, die einen Luftauslass auf Höhe mindestens einer Scheibe des Fahrzeugs aufweist, wobei der erste Kanal mindestens eine erste Vorrichtung zum Heizen des Außenluftstroms aufweist und der zweite Kanal mindestens eine zweite Vorrichtung zum Heizen eines Luftstroms aufweist, wobei die erste Heizvorrichtung und die zweite Heizvorrichtung unabhängig voneinander sind, wobei die erste Heizvorrichtung im ersten Kanal in Strömungsrichtung des Außenluftstroms vor der zweiten Heizvorrichtung angeordnet ist und wobei die Anlage eine Mischklappe aufweist, die in Strömungsrichtung des Außenluftstroms nach der ersten Heizvorrichtung und vor der zweiten Heizvorrichtung angeordnet und schwenkbar zwischen einer offenen Stellung, in der die beiden Kanäle verbunden sind, und einer geschlossenen Stellung, die die Verbindung zwischen den beiden Kanälen verhindert, angebracht ist.
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Durch die Speisung des Auslasses zum Entfernen von Beschlag an einer Scheibe, wie etwa einer Windschutzscheibe, lediglich mit einem frischen Außenluftstrom, der erwärmt werden kann, wird die Gefahr eines Beschlagens reduziert, insbesondere wenn die Außentemperatur niedrig ist und der Fahrgastraum geheizt werden muss. Durch die erste Vorrichtung zum Heizen des Außenluftstroms kann der Außenluftstrom im ersten Kanal erwärmt werden, bevor er zum Entfernen von Beschlag zu einer Scheibe des Fahrzeugs, wie etwa zur Windschutzscheibe geleitet wird. Die beiden Heizvorrichtungen können unabhängig voneinander angeordnet und angesteuert werden, d.h. die erste und die zweite Heizvorrichtung können unabhängig voneinander betrieben werden.
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Der Wärmekomfort des Fahrgastraums kann mit dem zweiten Kanal gewährleistet werden, der die Elemente zur Behandlung des Luftstroms umfasst, der außen entnommen und/oder umgewälzt wurde, und der mit den Verteilungsöffnungen verbunden ist, deren Auslässe in einen oder mehrere Bereiche des Fahrgastraums ausmünden.
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Der Leistungsverbrauch kann durch Verwendung eines Umwälzluftstroms zum Heizen des Fahrgastraums somit reduziert und dabei das Freimachen insbesondere der Windschutzscheibe verbessert werden.
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Gemäß der beschriebenen Ausführungsform weist die erste Luftverteilungsöffnung einen Luftauslass auf Höhe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs auf.
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Die Anlage kann eine Trennwand aufweisen, die zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der zweite Kanal einen Verdampfer auf.
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Der Verdampfer ist in Strömungsrichtung des Luftstroms vorzugsweise vor der mindestens einen zweiten Vorrichtung zum Erwärmen des Luftstroms angeordnet, wobei es mit dieser Anordnung möglich ist, den für den Fahrgastraum vorgesehenen Luftstrom, der insbesondere über Belüftungsauslässe und zu den Füßen der Insassen austritt, zu behandeln.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Heizvorrichtung und die zweite Heizvorrichtung aus einem Stück gebildet. Dadurch kann die Dauer des Herstellungsvorgangs reduziert werden.
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Wenn die beiden Kanäle verbunden sind, kann der Außenluftstrom durch das Durchströmen der ersten Heizvorrichtung vorgeheizt werden, bevor er in der zweiten Heizvorrichtung erneut erwärmt wird, was den Wärmekomfort im Fahrgastraum verbessert.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Anlage eine Schaltklappe auf, die schwenkbar angebracht ist zwischen:
- - einer ersten Stellung zum Schließen des Zugangs zwischen dem zweiten Kanal und der ersten Verteilungsöffnung, wobei in diesem Fall der erste Kanal die Funktion zum Freimachen der Scheibe, wie etwa der Windschutzscheibe übernimmt, und
- - einer zweiten Stellung zum Schließen des Zugangs zwischen dem ersten Kanal und der ersten Verteilungsöffnung, wobei in diesem Fall der zweite Kanal die Funktion zum Freimachen der Scheibe, wie etwa der Windschutzscheibe übernimmt.
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Die Anlage kann eine Trennwand aufweisen, die zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal angeordnet ist, wobei diese Trennwand die Schaltklappe aufweist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der zweite Kanal mindestens eine Mischklappe auf, die:
- - nach dem ersten Einlass für den Außenluftstrom und dem zweiten Einlass für den Umluftstrom angeordnet ist und
- - schwenkbar angebracht ist, so dass der Anteil des Außenluftstroms und der Anteil des Umluftstroms, die in den zweiten Kanal einzuleiten sind, verteilt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die beispielhaft und in nicht einschränkender Weise anhand der beigefügten Zeichnungen gegeben ist. Darin zeigen:
- - 1 schematisch eine Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage gemäß einer ersten Ausführungsform,
- - 2 schematisch die Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage gemäß der ersten Ausführungsform aus 1, bei der ein erster Kanal für die Zirkulation eines Außenluftstroms geschlossen ist,
- - 3 schematische eine Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform und
- - 4 schematisch eine Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage gemäß einer dritten Ausführungsform.
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In diesen Figuren sind im Wesentlichen identische Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch eine Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage 1, mit der ein Kraftfahrzeug ausgestattet werden soll, um die aerothermischen Parameter des Luftstroms zu regulieren, der insbesondere zum Enteisen in einen oder mehrere Bereiche des Fahrzeugfahrgastraums und zu mindestens einer Scheibe des Fahrzeugs wie die Windschutzscheibe geleitet wird.
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Die Anlage 1 weist ein Gehäuse 3 mit einem Außenluftstromeinlass 5 und einem Umluftstromauslass 7 auf. Das Gehäuse 3 weist außerdem mehrere Luftverteilungsöffnungen 9, 9a, 9b auf.
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Bei dem veranschaulichten Beispiel weist das Gehäuse 3 eine erste Luftverteilungsöffnung 9 und mindestens eine zweite Verteilungsöffnung 9a, 9b und zum Beispiel zwei zweite Verteilungsöffnungen 9a und 9b auf.
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Jede der Luftverteilungsöffnungen 9, 9a, 9b ist dazu vorgesehen, jeweils einen Luftstrom in einen spezifischen Bereich des Fahrgastraums oder zur Windschutzscheibe oder auch zu einer anderen Scheibe des Fahrzeugs zu leiten.
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Die zweiten Luftverteilungsöffnungen 9a, 9b können einen Ventilationsauslass, der auch als Belüftungsauslass bezeichnet wird, und zum Beispiel eine Verteilungsöffnung mit einem zu den Füßen der Fahrzeuginsassen orientierten Auslass umfassen. Ein Ventilationsauslass ermöglicht die Versorgung verschiedener Belüftung- oder Ventilationsdüsen, die im Allgemeinen am Fahrzeugarmaturenbrett angeordnet sind.
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Die erste Luftverteilungsöffnung 9 weist einen Enteisungsauslass auf, mit dem eine oder mehrere Düsen zur Enteisung oder zur Entfernung von Beschlag gespeist werden können, die im Allgemeinen an der Basis der Windschutzscheibe angeordnet sind. Es können eine oder mehrere Düsen zum Enteisen oder zur Entfernung von Beschlag auf Höhe der Seitenscheiben oder der Heckscheibe des Fahrzeugs vorgesehen sein.
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Das Gehäuse 3 ist ferner in zwei Kanäle 11 und 13 unterteilt. Das Gehäuse 3 kann zu diesem Zweck eine Trennwand 14 aufweisen, die zwischen den beiden Kanälen 11 und 13 angeordnet ist.
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Gemäß der in 1 veranschaulichten ersten Ausführungsform ist der erste Kanal 11 zum Enteisen mit dem Außenluftstromeinlass 5 und mit der ersten Luftverteilungsöffnung 9 verbunden, ohne mit den anderen Luftverteilungsöffnungen 9a, 9b verbunden zu sein.
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Der erste Kanal 11 weist einen ersten Lüftersatz oder Pulsator 15 auf, der im ersten Kanal 11 in Strömungsrichtung des Luftstroms nach dem Außenluftstromeinlass 5 angeordnet ist. Mit dem ersten Pulsator 15 ist es möglich, den Außenluftstrom von dem Außenluftstromeinlass 5 im ersten Kanal 11 und anschließend zum Enteisen zur ersten Luftverteilungsöffnung 9 in Umlauf zu bringen.
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Der erste Kanal 11 kann ferner eine erste Vorrichtung 17 zum Heizen des Außenluftstroms FE aufweisen. Die erste Heizvorrichtung 17 kann einen Heizkörper aufweisen, der beispielsweise einem Wasserkondensator zugeordnet ist, d.h. einem Kondensator, in dem ein Wärmeträgerfluid wie etwa Glykolwasser zirkuliert.
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Als Variante kann die erste Heizvorrichtung ein Kondensator oder eine Unterkühlungsvorrichtung sein oder auch einen Heizwiderstand mit positivem Temperaturkoeffizienten aufweisen, der unter der Abkürzung PTC bekannt ist.
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Gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist es mit dem ersten Pulsator 15 möglich, lediglich Außenluft in den ersten Kanal 11 einzuleiten, die durch das Strömen durch die erste Heizvorrichtung 17 erwärmt werden kann, bevor sie lediglich zur ersten Luftverteilungsöffnung 9 geleitet wird, die der Windschutzscheibe zugeordnet ist.
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Der Außenluftstrom FE, der zur Windschutzscheibe geleitet wird, verzögert das Auftreten von Beschlag an der Windschutzscheibe, da er nicht so feucht ist wie ein aus dem Fahrgastraum stammender Luftstrom, der erneut in Umlauf gebracht wird, um zur Windschutzscheibe verteilt zu werden.
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Darüber hinaus besitzt gemäß der beschriebenen Ausführungsform der erste Kanal 11 keinen Verdampfer. Dadurch ist der zum Freimachen zur Windschutzscheibe abgegebene Außenluftstrom FE nicht so feucht wie ein Luftstrom, der durch den Verdampfer geströmt ist.
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Der zweite Kanal 13 ist seinerseits mit den beiden Luftstromeinlässen 5 und 7 verbunden. Der zweite Kanal 13 kann somit mit dem Außenluftstrom FE oder mit dem Umluftstrom FR oder auch mit einer Mischung dieser beiden Ströme aus Außenluft FE und Umluft FR gespeist werden.
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Zu diesem Zweck ist es mit einem Luftvermischungsorgan, wie etwa einer ersten Mischklappe V1, die stromabwärts des Außenluftstromeinlasses 5 und des Umluftstromeinlasses 7 schwenkbar angeordnet ist, möglich, den Außenluftstrom FE und den Umluftstrom FR, die in den zweiten Kanal 13 einzuleiten sind, im gewünschten Verhältnis zu verteilen.
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Die Mischklappe V1 ist zwischen zwei Schließendstellungen beweglich. In der ersten Schließstellung verhindert die Mischklappe V1 das Strömen des Außenluftstroms FE zum zweiten Kanal 13 und gestattet dabei ein Strömen des Umluftstroms FR zum zweiten Kanal 13. In der zweiten Schließstellung verhindert die Mischklappe V1 das Strömen des Umluftstroms FR zum zweiten Kanal 13 und gestattet dabei ein Strömen des Außenluftstroms FE zum zweiten Kanal 13.
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Die Mischklappe V1 ist so angeordnet, dass sie in Zwischenstellungen das Verhältnis des Außenluftstroms FE zum Umluftstrom FR, die in den zweiten Kanal 13 eintreten, kalibriert.
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Der zweite Kanal 13 kann ferner einen zweiten Lüftersatz oder Pulsator 19 aufweisen, der im zweiten Kanal 13 stromabwärts des Außenluftstromeinlasses 5 und des Umluftstromeinlasses 7 angeordnet ist, um Luft im zweiten Kanal 13 und anschließend zu den Luftverteilungsöffnungen 9, 9a, 9b in Umlauf zu bringen.
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Der zweite Pulsator 19 kann von dem ersten Pulsator 15 unabhängig sein oder als Variante von dem gleichen Motor wie der erste Pulsator 15 angesteuert werden.
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Mit dem zweiten Pulsator 19 kann entweder Außenluft, die außerhalb des Fahrgastraums entnommen wurde, oder Umwälzluft, die innerhalb des Fahrgastraums entnommen wurde, oder auch eine Mischung aus beiden in das Gehäuse 3 eingeleitet werden.
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In Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Luftstroms kann der zweite Kanal 13 stromabwärts des zweiten Pulsators 19 einen Verdampfer 21 und eine zweite Heizvorrichtung 23 aufnehmen.
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Der Verdampfer 21 und die Heizvorrichtung 23 sind Wärmetauscher, mit denen der Luftstrom zu einem kalten Luftstrom bzw. zu einem warmen Luftstrom gekühlt und/oder erwärmt werden kann.
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Im Betrieb zirkuliert ein Kühlfluid und verdampft im Verdampfer 21, wobei das Kühlfluid beim Verdampfen die Wärme des Außenluftstroms und/oder des Umluftstroms, der durch den Verdampfer 21 strömt, aufnimmt. Dadurch wird der den Verdampfer 21 durchströmende Luftstrom gekühlt.
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Ein Kaltluftstrom ergibt sich beim Strömen des Luftstroms durch den Verdampfer 21, und ein Warmluftstrom wird durch das Strömen des Luftstroms durch die zweite Heizvorrichtung 23 erhalten (der Verdampfer 21 ist somit in Strömungsrichtung des Luftstroms vor der zweiten Heizvorrichtung 23 angeordnet).
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Die zweite Heizvorrichtung 23 kann ein Heizkörper oder ein Kondensator sein oder auch einen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten aufweisen, der unter der Abkürzung PTC bekannt ist.
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Die zweite Heizvorrichtung 23 kann von der im ersten Kanal 11 angeordneten ersten Heizvorrichtung 17 getrennt, von dieser beabstandet oder mit ihr in Kontakt sein. Im Gegensatz dazu können die beiden Heizvorrichtungen 17 und 23 aus einem Stück gebildet sein. Es kann ein einziges Bauteil mit zwei Abschnitten vorgesehen sein: die erste Heizvorrichtung 17 und die zweite Heizvorrichtung 23. Unabhängig von der Ausführungsvariante der ersten und zweiten Heizvorrichtung 17 und 23 können die Vorrichtungen ferner voneinander unabhängig sein (d.h. die Vorrichtungen können unabhängig voneinander betrieben werden).
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Die erste Heizvorrichtung 17 und die zweite Heizvorrichtung 23 können im Gehäuse 3 auf gleicher Höhe angeordnet sein. Genauer gesagt sind die beiden Heizvorrichtungen 17, 23 nebeneinander angeordnet, indem sie jeweils in einem zugeordneten Kanal 11 bzw. 13 liegen.
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Eine zweite Verteilungsklappe V2 kann so angeordnet sein, dass das Strömen des Luftstroms am Ausgang des Verdampfers 21 durch die zweite Heizvorrichtung 23 gestattet oder verhindert wird. Der Luftstrom, der aus dem Verdampfer austritt, kann somit die zweite Heizvorrichtung 23 umgehen. Die zweite Verteilungsklappe V2 kann so angesteuert werden, dass sie einen in der zweiten Heizvorrichtung 23 zu erwärmenden Luftstrom und einen nicht zu erwärmenden Luftstrom, der nicht durch die zweite Heizvorrichtung 23 strömt, verteilt.
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Der zweite Kanal 13 ist außerdem mit den Öffnungen 9a, und 9b zur Verteilung von Luft zu einem oder mehreren Bereichen des Fahrgastraums verbunden. Der zweite Kanal 13 gewährleistet somit den Wärmekomfort im Fahrgastraum des Fahrzeugs.
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Der zweite Kanal 13 kann eine dritte Verteilungsklappe V3 aufweisen, um den Luftstrom durch die zweiten Luftverteilungsöffnungen 9a, 9b zu steuern und zu verteilen.
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Der zweite Kanal 13 kann außerdem zum Enteisen auch mit der ersten Luftverteilungsöffnung 9 verbunden sein, da er mindestens einen Enteisungsauslass aufweist, der bei dem beschriebenen Beispiel zur Windschutzscheibe orientiert ist.
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Zu diesem Zweck kann die Anlage 1 eine vierte Klappe V4 aufweisen, die schwenkbar zwischen zwei Schließendstellungen angebracht ist. Es handelt sich um eine Schaltklappe V4, die ein Umschalten zwischen einer Ausgestaltung, bei der der erste Kanal 11 mit der ersten Verteilungsöffnung 9 verbunden ist, und einer weiteren Ausgestaltung ermöglicht, bei der der zweite Kanal 13 mit der ersten Verteilungsöffnung 9 verbunden ist.
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Die Schaltklappe V4 ist entsprechend der in 1 gezeigten Ausgestaltung beispielsweise auf Höhe der Trennwand 14 und insbesondere an einem Ende der Trennwand 14 angeordnet.
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Bei der ersten Schließstellung, die in 1 gezeigt ist, verhindert die Schaltklappe V4 das Zirkulieren des von dem zweiten Kanal 13 stammenden Luftstroms und gestattet das Zirkulieren des von dem ersten Kanal 11 stammenden Außenluftstroms FE zur ersten Öffnung 9 zur Verteilung von Luft zur Windschutzscheibe. Der erste Kanal 11 ist somit offen, während der Zugang zwischen dem zweiten Kanal 13 und der ersten Luftverteilungsöffnung 9 geschlossen ist.
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Bei der in 2 gezeigten zweiten Schließstellung verhindert die Klappe V4 das Zirkulieren des von dem ersten Kanal 11 stammenden Außenluftstroms FE und gestattet das Zirkulieren des von dem zweiten Kanal 13 stammenden Luftstroms zur ersten Öffnung 9 zur Verteilung von Luft zur Windschutzscheibe. Der erste Kanal 11 ist somit geschlossen, während der Zugang zwischen dem zweiten Kanal 13 und der ersten Luftverteilungsöffnung 9 zum Enteisen offen ist.
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Bei dieser zweiten Schließstellung der Schaltklappe V4 kann sich die Anlage 1 wie eine herkömmliche Anlage ohne ersten Kanal 11 verhalten, der zur Abgabe eine Außenluftstroms FE zur Windschutzscheibe vorgesehen ist, um diese zu enteisen oder freizumachen.
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Die vierte Klappe V4 bietet somit eine Flexibilität bei der Benutzung der Anlage 1, die somit als herkömmliche Anlage wirken kann und dabei von einer zusätzlichen Funktion zum Enteisen der Windschutzscheibe lediglich mittels des Außenluftstroms profitiert.
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In Abhängigkeit von den Komfortbedürfnissen hinsichtlich der Temperatur im Fahrgastraum oder auch hinsichtlich des Freimachens oder Enteisens einer Scheibe und insbesondere der Windschutzscheibe des Fahrzeugs kann eine derartige Anlage außerdem in verschiedene Betriebsmodi angesteuert werden, wie etwa zur Klimatisierung, als Wärmepumpe, zum Entfeuchten oder Enteisen.
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In einem Klimatisierungsmodus, der auf den Kühlbedarf des Fahrgastraums reagiert und keine Enteisung der Windschutzscheibe erfordert, kann der erste Pulsator 15 angehalten werden, so dass der Außenluftstrom FE nicht in die erste Öffnung 9 zur Verteilung von Luft zur Windschutzscheibe geleitet wird.
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Die erste Klappe V1 kann entsprechend dem gewünschten Verhältnis von Außenluft und Umluft im zweiten Kanal 13 in Stellung angesteuert werden. Der zweite Pulsator 19 führt den Luftstrom zum Kühlen zum Verdampfer 21. Die zweite Klappe V2 wird so angesteuert, dass sie das Strömen des gekühlten Luftstroms in den Heizkörper 23 verhindert. Anschließend wird die Klappe V3 so angesteuert, dass der gekühlte Luftstrom auf die Öffnungen 9a, 9b zur Verteilung von Luft zu einem oder zu mehreren Bereichen des Fahrgastraums verteilt wird.
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Der zweite Kanal 13 gewährleistet somit das Kühlen des Fahrgastraums.
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In einem Wärmepumpenmodus, der auf einen Heizbedarf des Fahrgastraums reagiert, kann der erste Pulsator 15 aktiviert werden, um den Außenluftstrom FE in den ersten Kanal 11 einzuleiten. Der Außenluftstrom FE wird durch das Strömen durch die erste Heizvorrichtung 17 erwärmt, bevor er wie in 1 gezeigt über die erste Luftverteilungsöffnung 9 zum Enteisen der Windschutzscheibe zur Windschutzscheibe geleitet wird.
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Was den zweiten Kanal 13 anbelangt, so kann dieser in ähnlicher Weise wie bei einer herkömmlichen Anlage angesteuert werden. Die erste Klappe V1 kann nämlich in Abhängigkeit von dem im zweiten Kanal 13 gewünschten Anteil an Außenluft und Umluft in Stellung angesteuert werden.
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Der Luftstrom kann in den Verdampfer 21 zirkulieren. Im Verdampfer 21 kann das Zirkulieren des Kühlfluids unterbrochen werden, so dass im Verdampfer 21 kein Wärmeaustausch mit dem Luftstrom erfolgt und dieser nicht gekühlt wird.
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Der Luftstrom zirkuliert dann in der zweiten Heizvorrichtung 23. Die zweite Klappe V2 kann so angesteuert werden, dass der gesamte Luftstrom durch die zweite Heizvorrichtung 23 strömt, oder als Variante derart, dass der Anteil an Luft, die zu erwärmen ist, und an Luft, die die zweite Heizvorrichtung 23 umgeht, verteilt wird.
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Der warme Luftstrom kann anschließend zu den verschiedenen Luftauslässen 9a, 9b geleitet werden, so dass der Fahrgastraum geheizt wird.
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Gemäß einer Alternative kann die vierte Klappe V4, da der Pulsator 15 angehalten ist, so angesteuert werden, dass bei dem beschriebenen Beispiel, das in 2 veranschaulicht ist, der im zweiten Kanal 13 zirkulierende Luftstrom auch zum Luftauslass zum Enteisen der Windschutzscheibe geleitet wird.
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Während der zweite Kanal 13 den Wärmekomfort im Fahrgastraum gewährleistet, indem ein für den Fahrgastraum vorgesehener Luftstrom erwärmt wird, der von außen stammen und/oder umgewälzt sein kann, kann somit mit dem ersten Kanal 11 das Auftreten von Beschlag an der Windschutzscheibe verzögert werden.
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Im Entfeuchtungsmodus können in Abhängigkeit von der Temperatur außerhalb des Fahrzeugs mehrere Varianten vorgesehen sein.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in 1 veranschaulicht, die einer Außentemperatur entspricht, die geringer ist als eine vorbestimmte Schwellentemperatur zum Beispiel in der Größenordnung von 3 C bis 6°C.
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Der erste Pulsator 15 kann aktiviert werden, um den Außenluftstrom FE in den ersten Kanal 11 einzuleiten. Der Außenluftstrom FE wird dann mit Luft erwärmt, indem er durch die erste Heizvorrichtung 17 strömt, bevor er wie in 1 veranschaulicht ist zur Windschutzscheibe geleitet wird.
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Was den zweiten Kanal 13 anbelangt, so kann dieser in ähnlicher Weise wie bei einer herkömmlichen Anlage angesteuert werden. Die erste Klappe V1 kann nämlich entsprechend dem im zweiten Kanal 13 gewünschten Anteil an Außenluft und Umluft in Stellung angesteuert werden.
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Der Luftstrom kann im Verdampfer 21 zirkulieren, in dem das Kühlfluid durch Verdampfung die Wärme des Luftstroms aufnimmt.
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Der gekühlte und trockene Luftstrom zirkuliert dann in der zweiten Heizvorrichtung 23, um erwärmt zu werden.
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Die Klappe V2 kann so angesteuert werden, dass der gesamte Luftstrom durch die zweite Vorrichtung 23 strömt, oder als Variante so, dass der Anteil an Luft, die zu erwärmen ist, und an Luft, die die zweite Heizvorrichtung 23 umgeht, verteilt wird.
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Der trockene und warme Luftstrom kann dann durch Ansteuerung der dritten Klappe V3 auf die verschiedenen Luftverteilungsöffnungen 9a, 9b verteilt werden, um in den Fahrgastraum geleitet zu werden.
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Der zweite Kanal 13 ist nicht mit dem Ausgang zum Enteisen der Windschutzscheibe verbunden. Es ist der erste Kanal 11, der die Verteilung der Luft zur Windschutzscheibe ermöglicht. Der zweite Kanal 13 ermöglicht seinerseits die Gewährleistung des Wärmekomforts im Fahrgastraum.
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Der erste Kanal 11 verbessert somit das Freimachen der Windschutzscheibe beim Heizen des Fahrgastraums aufgrund der Behandlung des für den Fahrgastraum vorgesehenen Luftstroms im zweiten Kanal 13.
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Ein zweites Beispiel für die Ansteuerung im Entfeuchtungsmodus ist in 2 gezeigt, die der Situation entspricht, bei der die Außentemperatur beispielsweise um mehr als 5°C höher ist als die vorbestimmte Schwellentemperatur.
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Gemäß diesem zweiten Beispiel ist der erste Pulsator 15 inaktiv, und die vierte Klappe V4 wird in die zweite Stellung zum Schließen des ersten Kanals 11 angesteuert, so dass der im zweiten Kanal 13 zirkulierende Luftstrom zum Luftausgang zum Enteisen der Windschutzscheibe geleitet wird.
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Was den zweiten Kanal 13 anbelangt, so kann dieser in ähnlicher Weise wie bei einer herkömmlichen Anlage angesteuert werden. Die erste Klappe V1 kann nämlich entsprechend dem im zweiten Kanal 13 gewünschten Anteil an Außenluft FE und Umluft FR in Stellung angesteuert werden.
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Der Luftstrom kann im Verdampfer 21 zirkulieren, in dem das Kühlfluid durch Verdampfung die Wärme des Luftstroms aufnimmt. Der Luftstrom stromabwärts des Verdampfers wird auf die Schwellentemperatur, beispielsweise auf 3°C gekühlt.
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Der gekühlte und trockene Luftstrom zirkuliert anschließend in der zweiten Heizvorrichtung 23, um erwärmt zu werden. Die Klappe V2 kann so angesteuert werden, dass der gesamte Luftstrom durch die zweite Heizvorrichtung 23 strömt, oder als Variante so, dass der Anteil an Luft, die zu erwärmen ist, und an Luft, die die zweite Heizvorrichtung 23 umgeht, verteilt wird.
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Der trockene und warme Luftstrom kann anschließend auf verschiedenen Luftverteilungsöffnungen 9, 9a, 9b verteilt werden, um zum Fahrgastraum und zum Auslass zum Enteisen der Windschutzscheibe geleitet werden. Da sich nämlich die Klappe V4 in der zweiten Schließstellung befindet, wird der Luftstrom, der aus dem zweiten Kanal 13 stammt, bei dem beschriebenen Beispiel zum Enteisen der Windschutzscheibe auch zur ersten Luftverteilungsöffnung 9 geleitet.
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In diesem Fall gewährleistet der zweite Kanal 13 sowohl die Funktion des Wärmekomforts als auch des Freimachens/Enteisens der Windschutzscheibe.
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In 3 ist eine zweite Ausführungsform der Anlage 1 veranschaulicht.
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Bei dieser Ausgestaltung sind die beiden Heizvorrichtungen 17 und 23 getrennt, wobei die erste Heizvorrichtung 17 im ersten Kanal 11 in Strömungsrichtung des Außenluftstroms FE vor der zweiten Heizvorrichtung 23 angeordnet ist.
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Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich ferner von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Anlage 1 eine fünfte Mischklappe V5 aufweist, die so angeordnet ist, dass sie in Strömungsrichtung des Luftstroms nach der ersten Heizvorrichtung 17 und vor der zweiten Heizvorrichtung 23 eine Verbindung zwischen dem ersten Kanal 11 und dem zweiten Kanal 13 ermöglicht.
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Diese fünfte Mischklappe V5 ist schwenkbar zwischen einer offenen Stellung, in der die beiden Kanäle verbunden sind, und einer geschlossenen Stellung, die die Verbindung der beiden Kanäle 11 und 13 verhindert, angebracht.
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Wenn sich die fünfte Klappe V5 in der offenen Stellung befindet, kann somit der von der ersten Heizvorrichtung 17 im ersten Kanal 11 erwärmte Luftstrom zur zweiten Heizvorrichtung 23 im zweiten Kanal 13 zirkulieren, um erneut erwärmt zu werden.
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In diesem Fall ermöglicht die erste Heizvorrichtung 17 ein Vorheizen des Außenluftstroms, der in der zweiten Heizvorrichtung 23 erneut erwärmt wird.
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Die fünfte Klappe V5 kann auf Höhe der Trennwand 14 zwischen den beiden Kanälen 11 und 13 angeordnet sein.
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Eine dritte Ausführungsform der Anlage 1 ist in 4 veranschaulicht. Diese dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die erste Heizvorrichtung 17 so nah wie möglich am Auslass zum Enteisen der Windschutzscheibe, d.h. in der Öffnung 9 zur Verteilung zur Windschutzscheibe liegt.
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Mit dieser Lösung ist es möglich, das Freimachen der Windschutzscheibe noch weiter zu verbessern.
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Eine derartige Anlage weist somit zwei Ebenen mit jeweils einem Kanal für die Zirkulation eines Luftstroms auf, wobei ein erster Kanal 11 für die Zirkulation des Außenluftstroms zum Enteisen oder Freimachen vorgesehen ist. Der zweite Kanal ist dazu vorgesehen, insbesondere den Wärmekomfort im Fahrgastraum zu gewährleisten.
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Diese Lösung kann sich für das Freimachen der Windschutzscheibe durch Entnahme von Außenluft als wirksamer und wirtschaftlicher erweisen als die Lösungen aus dem Stand der Technik, bei denen der Luftstrom vorher durch den Verdampfer der Anlage strömt. Wenn nämlich die Temperatur der Luft am Ausgang des Verdampfers höher ist als die Temperatur der Außenluft und die relative Feuchtigkeit des Luftstroms am Ausgang des Verdampfers bei mehr als 90 % liegt, wird durch das Leiten des Außenluftstroms, der erwärmt sein kann oder nicht, direkt zur Windschutzscheibe das Beschlagen der Windschutzscheibe verzögert.
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Der erste Kanal 11 und der zweite Kanal 13 können ferner insbesondere durch die Anordnung von Klappen V4 und V5 verbunden sein, was der Anwendung dieser Anlage 1 Flexibilität verleiht. Der zweite Kanal 13 kann nämlich auch entsprechend den klimatischen Bedingungen das Freimachen der Windschutzscheibe gewährleisten. Mit dem Vorhandensein der Heizvorrichtung 17 im ersten Kanal 11 ist es außerdem möglich, einen Luftstrom vorzuheizen, bevor dieser in der Heizvorrichtung 23 des zweiten Kanals 13 erneut erwärmt wird.
