DE19535290C1 - Klimatisierungseinrichtung zum Einbau in einen Dachkanal eines Nutzfahrzeugs, insbesondere Omnibusses - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisie­ rungseinrichtung zum Einbau in einen Dachkanal eines Nutz­ fahrzeugs, insbesondere Omnibusses, mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1, 10 und 18. Unter Dachkanälen versteht man dabei im allgemeinen solche Kanäle, über die die Klimatisierungsluft zu einzelnen Klimatisierungsöffnungen, meist Düsen, geführt wird, über die der Nutzraum des Nutz­ fahrzeugs mit Frischluft und/oder Umluft versorgt wird. Der­ artige Dachkanäle sind typischer Bestandteil von Omnibussen, können jedoch auch in anderen Nutzfahrzeugen, denkbar etwa in Tiertransportfahrzeugen, angeordnet sein. Unter Klimatisie­ rung im engeren Sinne wird die Zuführung von Heizungsluft verstanden. Im weiteren Sinne wird die wahlweise Zuführung von Kühlluft oder Heizungsluft verstanden; je nachdem ist da­ bei der in der Klimatisierungseinrichtung zum Einsatz kom­ mende Wärmetauscher unterschiedlich ausgebildet und unter­ schiedlich vom inneren Wärmetauschfluid gespeist.

Nach der DE 37 20 032 A1, von der die Erfindung ausgeht, blasen mehrere Radialventilatoren der Ventilatorein­ richtung einer im Heck eines doppelstöckigen Omnibusses ange­ ordneten Klimatisierungseinrichtung ihre Luft ausgangsseitig über Steigkanäle in den Dachkanal ein. Dabei kommt es im Ein­ trittsbereich der Luft aus der Ventilatoreinrichtung in die Steigkanäle zu erheblichen Turbulenzen, welche die dynamische Energie der in den Dachkanal eingetretenen Luft weitgehend aufzehren. Dabei stören sich auch die einzelnen Radialventi­ latoren erheblich gegenseitig. Im ganzen wird dadurch die Luftzuführung zu den einzelnen Durchtrittsöffnungen in den Nutzraum ungleichmäßig mit im ganzen relativ geringem Luft­ durchsatz. Der Zutritt von Frischluft zu der Ventilatorein­ richtung erfolgt bei der bekannten Klimatisierungseinrichtung vor der Ventilatoreinrichtung durch eine Luftzutrittsöffnung im Heck, in der dann Regenwasser abgeschieden wird. Bei die­ ser vorbekannten Klimatisierungseinrichtung ist nicht im ein­ zelnen offenbart, welche Art Luft, sei es Frischluft und/oder Umluft, dem Wärmetauscher zugeführt wird.

Die Erfindung befaßt sich demgegenüber mit dem Ein­ bau der Klimatisierungseinrichtung im Dachkanal eines Nutz­ fahrzeugs, insbesondere Omnibusses. Zu vergleichbaren Störun­ gen kommt es dabei, wenn die Klimatisierungseinrichtung selbst nur auf einem relativ kleinen Teil der Länge des Dach­ kanals, z. B. hinten, eingebaut wird.

Wenn in einem solchen Fall der Zutritt von Frisch­ luft zu der Ventilatoreinrichtung vor der Ventilatoreinrich­ tung von oben durch das Dach des Nutzfahrzeugs erfolgt, er­ fordert dies den Einbau einer auf dem Dach befindlichen Hutze, in der dann Regenwasser abgeschieden wird. Diese be­ kannte Klimatisierungseinrichtung müßte dann mitsamt vormon­ tierter Hutze in das Dach des Nutzfahrzeugs von oben nach un­ ten eingesetzt werden. Dies würde unter anderem auch zusätz­ lichen Bauaufwands zum Einschneiden des Fahrzeugdaches mit anschließenden Abdichtarbeiten bedürfen, wobei die Abdichtun­ gen im Dauerbetrieb gefährdet sind und Wartung bedürfen.

Zum Heizen und zum Kühlen sind zwei separate Wärme­ tauscher vorgesehen, wobei der Luftkühler in Luftrichtung zu­ erst die Luft abkühlt und entfeuchtet und der nachgeschaltete Erhitzer der Luft gegebenenfalls wieder auf die gewünschte Ausblastemperatur aufheizt. Die Verrohrung des Luftkühlers wird von einem Kältemittel und der Verrohrung des Lufterhit­ zers vom Kühlwasser des Motorkühlkreislaufes beaufschlagt. Durch die Trennung der Kältemittel und der Kühlwasserverroh­ rung in zwei separate Rohr-/Lamellen-Wärmetauscher ist einer­ seits ein Reheat-Betrieb mit Entfeuchtung auch im Teillastbe­ trieb der Klimaanalage möglich. Andererseits wird mehr Bauvo­ lumen benötigt, so daß bei gleichem Raumbedarf für Luftfüh­ rungen weniger Raum zur Verfügung steht.

Es ist außerdem schon eine Klimatisierungseinrich­ tung für Omnibusse der Firma Kässbohrer mit der Bezeichnung "Optimal" bekannt, bei der die bekannten Schwierigkeiten aus­ gangsseitig von der Ventilatoreinrichtung dadurch vermieden werden, daß man einen Wärmetauscher verwendet, dessen Länge praktisch der Gesamtlänge des Omnibusses entspricht, wobei dann auch die Ventilatoreinrichtung über die ganze Länge des Wärmetauschers und die entsprechende Länge des Dachkanals verteilt ist. Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig. Zwar hat man bei diesem bekannten Fall schon auf die Dachhutze für die Zuleitung von Frischluft und Abscheidung von Regenwasser verzichtet und statt dessen die Frischluft an der Seitenwand des Omnibusses zugeführt. Die Zuführung erfolgt dort eben­ falls über die ganze Länge des Omnibusses, was wiederum sehr kostenintensiv ist. Die Zuführung der Luft statt durch eine Dachhutze von der Seitenwand des Omnibusses her wurde deshalb als unbedenklich angesehen, weil bei dieser bekannten aufwen­ digen Bauart die Eintrittsgeschwindigkeit der über die ganze Länge des Omnibusses verteilten eintretenden Luftmenge klein­ gehalten werden kann. Deswegen verwendet diese bekannte Kli­ matisierungseinrichtung auch nur Querstromventilatoren statt Radialventilatoren, da in dem bekannten Fall die Querstrom­ ventilatoren zur Überwindung der nur geringen statischen Druckdifferenz ausreichen. Zwar könnte man Querstromventila­ toren auch zur Überwindung größerer Druckdifferenzen einset­ zen; wegen der dabei auftretenden hohen Drehzahlen kommt es dabei jedoch zu einer unzumutbaren Geräuschentwicklung. Zur Minimierung des Platzbedarfs der sich über den gesamten Dach­ kanal erstreckenden Wärmetauscher ist ein kombinierter Wärme­ tauscher eingesetzt, der sowohl eine erste Verrohrung zum Wärmen als auch eine zweite Verrohrung zum Kühlen in einem Wärmetauscherblock besitzt.

Klimatisierungseinrichtungen der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, verwenden wegen ihrer nur lokalen An­ ordnung und der dadurch bedingten engeren Dimensionierungen insbesondere an den Wärmetauscherflächen und in Luftleitbe­ reichen Radialventilatoren, die relativ große Druckdifferen­ zen unter geringem Geräuschpegel überwinden können. Außerdem ist bei dieser bekannten Klimatisierungseinrichtung eine ge­ sonderte Wasserabscheidung von eintretendem Regenwasser ent­ behrlich, da dieses sich bereits bei der nur sehr geringen Eintrittsgeschwindigkeit im Bereich der Eintrittsöffnung am dort angeordneten Wasserabscheider niederschlägt und somit nicht in den Innenbereich des Fahrzeugs und insbesondere nicht in den Bereich über einer Umschaltklappe zwischen Frischluft und Umluft eintritt. Eine eigene Kondenswasserab­ scheidung unter dem Wärmetauscher ist vorsehbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kli­ matisierungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 auch dann funktionell gleichwertig mit der zu­ letzt beschriebenen bekannten aufwendigen Klimatisierungsein­ richtung auszubilden, wenn sie nur über einen relativ kleinen Teilbereich der Länge des Nutzfahrzeugs bzw. Omnibusses ange­ ordnet ist. In zweiter Linie soll entweder in Weiterbildung der Erfindung oder auch als ein Gedanke, für den selbständi­ ger Schutz begehrt wird, von der genannten aufwendigen Lösung auch die Möglichkeit übernommen werden, das Nutzfahrzeug ohne Dachhutze für den Frischluftzutritt und die Entwässerung ge­ stalten zu können und dabei die Möglichkeit zu schaffen, die Klimatisierungseinrichtung ohne Beschädigung des Daches des Nutzfahrzeugs in dieses einbauen zu können.

In Weiterbildung der Erfindung oder auch als Ge­ danke für sich, für den eigenständiger Schutz begehrt wird, soll in dritter Linie eine Möglichkeit der Entfeuchtung auch im Teillastbetrieb vorgesehen werden, ohne daß dafür der Platzbedarf für zwei separate Wärmetauscher erforderlich wird.

Die der Erfindung in erster Linie zugrundliegende Aufgabenstellung wird bei einer Klimatisierungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch des­ sen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt dabei darin, durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung der Zwi­ schenkammer die verfügbare Höhe des Dachkanals so nutzbar zu machen, daß eine Luftzuführung in den Dachkanal in unter­ schiedliche Höhenzonen ohne starke Verwirbelung und ohne merkliche gegenseitige Störung des Luftaustritts benachbarter Radialventilatoren erfolgen kann. Anspruch 2 beschreibt dabei eine besonders einfache und in den meisten Fällen ausrei­ chende Ausbildung der Zwischenkammer mit nur zwei Kammern. Anspruch 3 zeigt, daß man die unterschiedlichen Höhen des An­ schlusses der Radialventilatoren einmal an eine oben liegende und einmal an eine unten liegende Kammer der Zwischenkammer einfach dadurch erreichen kann, indem die Radialventilatoren relativ zueinander um 180° umorientiert sind, ohne daß dabei der Höhenbedarf für die an verschiedene Kammern der Zwischen­ kammer angeschlossenen Radialventilatoren zunimmt.

Wenn eine größere Zahl von Radialventilatoren vor­ handen ist, ist auch bei der erfindungsgemäßen Klimatisie­ rungseinrichtung nicht auszuschließen, daß mehrere Radialven­ tilatoren an dieselbe Kammer der Zwischenkammer angeschlossen werden. In diesem Falle wird eine zusätzliche Entkopplung durch geeignete Luftleiteinrichtungen wie etwa Luftleitbleche vorgesehen, wobei im Idealfall angestrebt wird, daß jeder Ra­ dialventilator der Ventilatoreinrichtung durch Aufteilung auf die verschiedenen Kammern der Zwischenkammer und Anordnung der einzelnen Luftleitbleche in einer eigenen zugeordneten Strömungsweiterleitung versehen ist. Dies wird besonders zweckmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 6 erreicht. An­ spruch 5 betrifft dabei Maßnahmen, um trotz der schon relativ geringen Geräuschentwicklung bei Verwendung von Radialventi­ latoren im Anschluß der erfindungsgemäßen Klimatisierungsein­ richtung an den Dachkanal, der seinerseits schallweiterlei­ tend wirkt, zusätzlich störende Schallerzeugung im Bereich der Zwischenkammer zu vermeiden.

Vorzugsweise ist zwischen der Zwischenkammer und dem Dachkanal ein allen Kammern der Zwischenkammer gemeinsa­ mer Diffusor angeordnet. Dadurch kann man die Austrittsge­ schwindigkeit aus der Zwischenkammer in den Dachkanal redu­ zierend beeinflussen und an die gewünschte Betriebsweise durch Vergleichmäßigung der Luftzuführung und mit mehr oder minder starkem Druckgewinn erreichen. Eine mögliche Optimie­ rung zeigt Anspruch 8.

Die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung ist ein Einbauaggregat in den Dachkanal des Nutzfahrzeugs bzw. Omnibusses längs eines meist relativ kleinen Längsbereichs des Dachkanals, wo dann die sonst im Dachkanal vorhandenen Austrittsöffnungen bzw. Düsen der Klimatisierungsluft zum Nutzraum durch den Einbau der Klimatisierungseinrichtung ge­ mäß der Erfindung fehlen könnten. Um hier eine sinngemäße Er­ gänzung vorzunehmen, sind die Merkmale gemäß Anspruch 9 vor­ gesehen, so daß man im Idealfall auch im Bereich der erfin­ dungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung eine ununterbrochene Fortsetzung der Luftzutrittsöffnungen bzw. Düsen bei Blick aus dem Nutzraum auf den Dachkanal erhält.

Die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung hat typischerweise nur eine Längenerstreckung im Nutzfahrzeug im Bereich von 700 bis 2500 mm, vorzugsweise 1200 bis 2000 mm.

Anspruch 10 greift die der Erfindung in zweiter Li­ nie zugrundeliegende Aufgabenstellung auf und sieht die Mög­ lichkeit vor, einen Frischluftzutritt von der Seite des Nutz­ fahrzeugs her vorzusehen und damit eine gesonderte Hutze auf dem Nutzfahrzeug mit eigener Regenwasserabführung vermeiden zu können. Der Tatsache, daß die Eintrittsgeschwindigkeit von Frischluft im Bereich der erfindungsgemäßen Klimatisie­ rungseinrichtung weitaus höher ist als bei der bekannten auf­ wendigen Klimatisierungseinrichtung, wird durch die schon gattungsgemäß vorausgesetzte Verwendung der Radialventilato­ ren Rechnung getragen. Zusätzlich sind dann noch Maßnahmen ergriffen, um durch den Frischluftzutritt eintretendes Regen­ wasser im Inneren der erfindungsgemäßen Klimatisierungsein­ richtung abführen zu können, und zwar in zweckmäßiger Abstim­ mung mit der Abführung etwa auch noch auftretenden Kondens­ wassers.

Die Ansprüche 11 bis 14 zeigen zu diesem Zweck an­ gepaßte vorzugsweise Bauweisen zu der Abführung von eintre­ tendem Regenwasser und/oder Kondenswasser insbesondere aus dem Wärmetauscher. Anspruch 14 berücksichtigt dabei, daß in den Wärmetauscher eingetragenes Regenwasser bis in den hinte­ ren Fußpunkt des Wärmetauschers gelangen kann und dort zusam­ men mit etwa anfallendem Kondenswasser einer Abführung über eine relativ große Öffnung nach unten bedarf. Andererseits muß im Fußbereich vor dem Wärmetauscher dort anfallendes Was­ ser, welches auch von der Umschaltklappe herrühren kann, zum zweckmäßig gleichen Wasserablauf gelangen können. Um hier zu verhindern, daß über das Wasserableitvolumen ein bodenseiti­ ger Kurzschluß parallel zum Wärmetauscher erfolgt, ist der Querschnitt des Wasserdurchlasses vor dem Wärmetauscher rela­ tiv klein gewählt. Dies ist funktionell möglich, weil auf­ grund des Druckabfalls der Luft im Wärmetauscher im Bereich des relativ kleinen Öffnungsquerschnitts ein Druckgefälle be­ steht, welches Luft durch den relativ kleinen Öffnungsquer­ schnitt nach unten saugt und dabei durch diesen relativ klei­ nen Öffnungsquerschnitt über diesem anfallende Wassermengen mitreißt.

Anspruch 15 betrifft dabei die an sich bekannte Ausbildungsform eines Wärmetauschers, der sowohl zum Wärmen als auch zum Kühlen vorgesehen ist, mit zwei gesonderten Ver­ rohrungen für die unterschiedlichen inneren Wärmetausch­ fluide. Eine weitere Vereinfachung erhält man gemäß der al­ ternativen Lösung gemäß Anspruch 16, bei der nur eine einzige Verrohrung in dem Wärmetauscher sowohl für Kühlung als auch für Heizungszwecke vorgesehen ist. Dies ist dann ermöglicht, wenn gemäß der älteren deutschen Patentanmeldung 195 24 660.8 ein innerer und ein äußerer Kreislauf so vorgesehen werden, daß der äußere Kreislauf immer mit Wasser des Motor­ kühlkreislaufes gespeist ist und dabei für den Fall einer Kühlung des Nutzfahrzeugs die Kältemenge von einem primären anderen Kreislauf übernimmt.

Anspruch 17 betrifft eine besonders bevorzugte Ein­ bauweise der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung, bei der für deren Einbau weder am Dach noch an der Seitenwand des Nutzfahrzeugs später wieder abgedichtet zu verschließende Einbauöffnungen erforderlich sind. Das schließt nicht aus, bei etwa aus anderen Gründen bestehendem Bedarf die erfin­ dungsgemäße Klimatisierungseinrichtung doch durch das Dach oder die Seitenwand des Nutzfahrzeugs einsetzen zu können.

Anspruch 18 greift die der Erfindung in dritter Li­ nie zugrunde liegende Aufgabenstellung auf, einen Entfeuch­ tungsbetrieb im Teillastbereich der Klimaanlage zu ermögli­ chen, auch wenn nur ein Wärmetauscher mit gemeinsamer Verrip­ pung vorhanden ist.

Durch die Abschaltung des oberen Teilkreislaufs muß im Teillastbetrieb der untere Teilkreislauf bei vorgegebener gleicher Kühlleistung eine wesentlich tiefere Kühlmitteltem­ peratur aufweisen, so daß es im Wärmetauscher im Bereich des unteren Teilkreislaufs durch die tiefe Kühlwassertemperatur zu einer stärkeren Luftabkühlung führt. Durch die verstärkte Luftabkühlung der den unteren Teilkreislauf durchstreichenden Luft kommt es zur Taupunktunterschreitung und damit zur Ent­ feuchtung des unteren Teilluftstroms.

Der obere Teilluftstrom durchtritt den Wärmetau­ scher infolge des abgeschalteten oberen Teilkreislaufs ohne jegliche Temperatur- und Feuchteänderung. Die Regelung der Kühlleistung und somit der Kühlwassertemperatur im unteren Kreislauf richtet sich nach der sich nach dem Wärmetauscher einstellenden Mischlufttemperatur, wobei die Vorgabe für die Mischlufttemperatur aufgrund von Behaglichkeitsgrößen für die Innenraumtemperatur von der Regelung festgelegt wird.

Nach Anspruch 20 wird die Umschaltklappe so ange­ ordnet, daß dem unteren zweiten Teilkreislauf überwiegend Um­ luft zugeführt wird.

Da die Umluft durch die Feuchteabgabe der im Nutz­ raum befindlichen Personen oder Gegenstände einen höheren Wassergehalt besitzt, ist es besonders zweckmäßig, die Umluft über den unteren zweiten Teilkreislauf abzukühlen, da der Taupunkt der Umluft stets höher als der Taupunkt der Frisch­ luft ist und somit bei dieser Anordnung der Umschaltklappe eine höhere Entfeuchtung im Teillastbereich erreicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati­ scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Omnibus in Seitenansicht.

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine im Dachkanal eingebaute erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung.

Fig. 3a und 3b eine schematische Draufsicht auf eine er­ findungsgemäße Klimatisierungseinrichtung mit teilweiser Darstellung des Dachkanals.

Neben der Beheizung des Fußraums erfolgt die Klimatisierung des Kopfraums in Nutzfahrzeugen und Reisebussen 2 mittels Klimati­ sierungsluft, die zumindest bei höherwertigen Linienbussen und bei allen Reisebussen über Dachkanäle 4 verteilt wird, die sich an den Außenseiten des Dachbereiches 88 über die gesamte Buslänge hin er­ strecken.

Die Klimatisierungsluft wird dabei über die gesamte Länge und/oder nur partiell in den Dachkanal 4 eingeblasen und in diesem zu einzelnen Klimatisierungsöffnungen 6 verteilt, die in der zum Bus­ innenraum 66 zugewandten Seite des Dachkanals 4 angeordnet sind.

Dabei wird unterschieden zwischen Düsen 6 zur individuellen Belüftung, die jeweils den entsprechenden Sitzplätzen zugeordnet sind und permanent Austrittsöffnungen, zur Grundbelüftung des Businnenraumes.

Der Dachkanal 4 hat dabei die Aufgabe, die Luft in Längs­ richtung gleichmäßig auf die einzelnen Klimatisierungsöffnungen 6 zu verteilen.

Zur Klimatisierung wird im Sinne der Erfindung eine Kühlung, Beheizung sowie Belüftung des Businnenraumes verstanden.

Gemäß Fig. 1 erfolgt der Einbau der Klimatisierungseinrich­ tung im linken bzw. rechten Dachkanal 4 des Reisebusses 2.

Um eine möglichst optimale Aufteilung der Klimatisierungs­ luft im Dachkanal 4 zu erreichen, wird die Klimatisierungsein­ richtung 8 vorzugsweise im Bereich der Mitte des Dachkanales 4 ein­ gebaut. Bei entsprechender Anordnung der Luftleiteinrichtung 10 in den entsprechenden Kammern 12 der Zwischenkammer 14 wie in Fig. 3a, 3b dargestellt kann jedoch auch eine Positionierung der Klimati­ sierungseinrichtung 8 im vorderen bzw. hinteren Ende des Dachkanals 4 mit geringer Einbuße im Luftvolumenstrom vorgesehen werden.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die im Dachkanal 4 ein­ gebaute erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung 8. Durch eine Ventilatoreinrichtung 16, die mehrere Radialventilatoren 18 auf­ weist, wird über eine Luftzutrittsöffnung 40 für Frischluft 28 bzw. eine Zutrittsöffnung 46 für Umluft 30 je nach Stellung der Umschaltklappe 24 Frischluft 28 bzw. Umluft 30 oder eine Mischung angesaugt.

Die Luftzutrittsöffnung 40 für Frischluft 28 ist in der Seitenwand 42 des Nutzfahrzeuges angebracht. Bei Omnibussen er­ folgt die Anordnung der Zutrittsöffnung 40 für Frischluft 28 üblicherweise im Bereich des Dachkanals 4 oberhalb der Seiten­ scheiben.

Bei der erfindungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung 8 ist die Länge der Luftzutrittsöffnung 40 im wesentlichen auf die Länge der Klimatisierungseinrichtung 8 begrenzt. Zur Reduzierung der Lufteintrittsgeschwindigkeit kann jedoch auch eine in Längsrichtung des Busses größere Abmessung der Luftzutrittsöffnung 40 mit etwas höherem Geräteaufwand vorgesehen werden.

Zur Abscheidung von Regenwasser bzw. Waschwasser ist in der Luftzutrittsöffnung 40 ein Wasserabscheider 20 angebracht.

Dem Wasserabscheider 20 nachgeschaltet kann ein für Feuchtbetrieb geeignter Frischluftfilter nachgeschaltet sein, der eine weitere Sicherheit gegen Wassereintritt ergibt. Da es sich durch die hohen Eintrittsgeschwindigkeiten der Frischluft 28 in der Luftzutrittsöffnung 40 nicht vermeiden läßt, daß dennoch Spritzwasser in den Innenraum eintritt, ist die Umschaltklappe 24 und die Zutrittsöffnung für Umluft komplementär so ausgebildet, daß bei jeder Stellung der Umschaltklappe 24 ein Eindringen von Spritzwasser in die Zutrittsöffnung 48 für Umluft 30 unmöglich ist.

Durch eine entsprechende Anordnung und Größendimensionierung der nicht dargestellten Abluftöffnung muß zum einen sichergestellt werden, daß ein Unterdruck des Nutzraumes 66 des Nutzfahrzeuges gegenüber dem Außenluftzustand unmöglich ist. Dies kann durch Anordnung der Abluftöffnung in Bereichen erfolgen, in denen durch die Fahrgeschwindigkeit des Busses kein lokaler Unterdruck an der Busaußenseite erfolgt, der ein Absaugen des Nutzraumes 66 unterhalb des statischen Außendruckes ergibt. Bei einer derarigen Auslegung kann die Frischluft 28 nicht direkt über die Zutrittsöffnung 46 der Umluft 30 in den Nutzraum 66 eindringen, sondern wird von der Ventilatoreinrichtung 16 über den Wärmetauscher 26 gesaugt. Auf diese Weise wird noch im Frischluftstrom vorhandenes Spritzwasser entweder an der Berippung des Wärmetauschers 28 niedergeschlagen und über die Verrippung in die Auffang- und Ableiteinrichtung 44 abgeführt oder fallen noch größere Wassertropfen vor dem Eintritt in den Wärmetauscher 26 auf die Umschaltklappe 24 und werden von dort durch die Wasserableitführung 62 am Außenrand 50 der Umschaltklappe 24 in die Auffang- und Ableiteinrichtung 44 geführt. Der Drehpunkt der Umschaltklappe 24 muß dabei so angeordnet sein, daß bei allen Zwischenstellungen, bei denen noch das Wasser durch die Luftgeschwindigkeit in Richtung auf den Außenrand (50) geblasen werden kann und an der Wasserableitführung 52 abtropft, die Wasserableitführung (52) noch über der Auffang- und Ableiteinrichtung 44 positioniert ist.

Das im Wärmetauscher selbst durch die Luftabkühlung entstehende Kondenswasser und das über die Luftzutrittsöffnung 40 eintretende Spritzwasser wird in der Lamellenverrippung 76 des Wärmetauschers 26 nach unten abgeleitet, wobei es durch die Luftgeschwindigkeit vorzugsweise auf die Luftaustrittsseite des Wärmetauschers 26 geblasen wird, so daß es durch die erste Wasserdurchtrittsöffnung 58 in die Auffang- und Ableiteinrichtung 44 eintreten kann.

Um ein Kurzschlußluftvolumenstrom unterhalb des Wärmetauschers 26 zu vermeiden, besitzt dieser bodenseitig ein Führungsblech 54.

Wasser, das durch die Luftgeschwindigkeit nicht zur ersten Wasserdurchtrittsöffnung 58 getrieben wird, kann durch die Schrägstellung des Führungsbleches 54 zur Lufteintrittsseite schwerkraftbedingt abfließen. Der Wasserablauf erfolgt dann durch eine zweite Wasserdurchtrittsöffnung 62, die sich in der Nähe der Zutrittsöffnung für Umluft 46 in einer Verlängerung 60 des Führungsbleches 54 befindet.

Die zweite Wasserdurchtrittsöffnung 62 muß dabei klein gegenüber der ersten Wasserdurchtrittsöffnung 58 gehalten werden, um nur einen geringen Kurzschlußstrom unterhalb des Wärmetauschers zuzulassen. Wird die zweite Wasserdurchtrittsöffnung 62 zu groß gehalten, so geht einerseits Leistung durch den Kurzschlußstrom verloren und andererseits kann das Wasser nicht mehr in die erste Wasserdurchtrittsöffnung 58 eintreten, da die Luftgeschwindigkeit durch die am Wärmetauscher vorbeigeführte Kurzschlußströmung, die gegen die Wasserabflußrichtung gerichtet ist, zu hoch ist.

Die Anordnung des Wärmetauschers 28 auf der Saugseite der Ventilatoreinrichtung 16 bedingt einen Unterdruck im Bereich der Auffang- und Ableiteinrichtung 44, der einen störungsfreien Abfluß des Wassers in der Auffangwanne 44 erschwert. Aus diesem Grund ist zumindest am in Fahrtrichtung vorderen sowie hinteren Ende der unterhalb des Wärmetauschers 26 befindlichen Auffang- und Ableiteinrichtung 44 ein Siphon 56 angeordnet, in dem die Wasserablaufstutzen 22 aufgenommen sind. Damit kein Wasser über die Zutrittsöffnung 46 der Umluft 30 in den Nutzraum 66 gelangt, ist die Zutrittsöffnung 46 als Stutzen 48 mit umlaufend hochgezogenem Rand ausgebildet. Die Oberseite des Stutzens 48 wird gegen Wassereintritt von der Umschaltklappe 24 abgedeckt, die mit einer umlaufenden Wasserableitführung 52 versehen ist. Im Stutzen 48 kann zur Reinigung der Umluft noch ein Umluftfilter 74 angeordnet werden, der z. B. gem. Fig. 2 zur Reduzierung des luftseitigen Druckverlustes in V-Form ausgebildet sein kann.

Der Wärmetauscher 26 besteht aus einer Verrohrung 64 und aus einer Verrippung 76. In Fig. 2 ist die zweite Variante der Erfindung mit nur einer Verrohrung 64 für Kühlwasser dargestellt. Um eine bessere Entfeuchtung im Teillastbereich zu erreichen, ist die Verrohrung 64 in einen ersten Teilkreislauf 70 (mit kreisförmiger Darstellung der Rohre) und in einen unteren zweiten Teilkreislauf 72 (Rohrdarstellung mit schwarzen Punkten) aufgeteilt.

In der mittleren Stellung der Umschaltklappe 24 gem. Fig. 1 strömt die Umluft 30 überwiegend über den zweiten Teilkreislauf 72 und die Frischluft 28 überwiegend über den ersten Teilkreislauf 70. Durch entsprechende Regulierung der Wassermenge im ersten Teilkreislauf 70 bis hin zum vollständigen Verschließen des ersten Teilkreislaufes kann bei gleicher Kühlleistung die Wassertemperatur und damit auch die Luftaustrittstemperatur aus dem zweiten Teilkreislauf 72 erheblich abgesenkt werden, so daß es in diesem Bereich zur Unterschreitung des Taupunktes kommt und die Luft entfeuchtet wird. Wird die gleiche Kühlleistung bei gleichmäßiger Beaufschlagung der gesamten Verrohrung 64 eingestellt, so ist die gesamte Luftabkühlung im Wärmetauscher erheblich geringer, so daß keine Unterschreitung der Taupunkttemperatur und somit auch keine Entfeuchtung eintritt.

Um bei vorgegebenem Einbauvolumen eine möglichst hohe Luftmenge zu erreichen, sind die Radialventilatoren 18 austrittsseitig an eine Zwischenkammer 14 so angeschlossen, daß keine gegenseitige Beeinflussung der Ventilatoren durch die ausströmende Luft entsteht und daß der dynamische Druckanteil in der Austrittsöffnung 32 der Radialventilatoren 18 zu einem möglichst hohen Prozentsatz in statischen Druck umgesetzt wird.

Fig. 2 zeigt die Aufteilung der Zwischenkammer 14 in eine obere Kammer 12 und in eine untere Kammer 12, wobei die untere Kammer 12 durch eine Luftleiteinrichtung 10 noch in zwei einzelne untere Kammern 12 unterteilt ist.

Um eine Unterteilung der Zwischenkammer 14 in zwei übereinanderliegende Kammern 12 zu ermöglichen, sind die Radialventilatoren 18 in Fig. 1 mit oben liegender und unten liegender Austrittsöffnung 32 eingebaut. Damit wird trotz Höhenversatz in der Austrittsöffnung 32 die von der Ventilatoreinrichtung 16 benötigte gesamte Einbauhöhe in der Klimatisierungseinrichtung 8 nicht vergrößert. In Fig. 2 ist eine Klimatisierungseinrichtung mit drei Doppelradialventilatoren 18 gem. Fig. 3b dargestellt, bei der in die untere Kammer 12 der Zwischenkammer 14 jeweils die beiden äußeren Einzelradialventilatoren 78 einblasen, während in die obere Kammer 12 jeweils ein Einzelradialventilator 79 in den vorderen und hinteren Dachkanal 4 einbläst.

Um eine gegenseitige Beeinflussung der Einzelventilatoren 78 sowie 79 zu vermeiden und weiterhin eine möglichst verlustfreie Umsetzung des dynamischen Druckes an der Austrittsöffnung 32 in statischen Druck zu erzielen, sind die Luftführungen der Einzelventilatoren 78 durch eine Luftleiteinrichtung 10 getrennt. Dabei ist die Luftleitrichtung 10 so ausgebildet, daß neben der Funktion als Diffusor auch noch ein geringer Widerstandsbeiwert bei der Umlenkung der Luft in die Dachkanalrichtung vorhanden ist.

An alle Kammern 12 der Zwischenkammer 14 kann ein gemeinsamer Diffusor 34 austrittsseitig angebracht werden, der einen weiteren Geschwindigkeitsabbau und damit Aufbau an statischen Druck ermöglicht. In Fig. 3b wird der Luftstrom im Diffusor 34 zusätzich noch zur Seitenwand des Nutzfahrzeugs geführt, so daß die Innenverkleidung des Dachkanals 80 in Bereichen außerhalb der Klimatisierungseinrichtung 8 zur Seitenwand 42 des Nutzfahrzeugs hin versetzt ist. Hierdurch ergeben sich Vorteile inder nutzbaren Tiefe der Gepäckablage, die unnmittelbar neben der Zwischenkammer 14 zur Busmitte hin am Dachkanal 4 anschließt. In Fig. 3a ist eine Klimatisierungseinrichtung mit zwei Doppelradialventilatoren 18 gezeigt. Bei dieser Ausführung bläst der in Fahrtrichtung vordere Doppelradialventilator 18 wie auch der in Fahrtrichtung hintere Doppelradialventilator 18 mit jeweils einem Einzelventilator 78 in den vorderen bzw. hinteren Dachkanal 4, wobei z. B. der in Fahrtrichtung vorne gelegene Doppelradialventilator 18 in die obere Kammer 12 der Zwischenkammer 14 und der in Fahrtrichtung hintere Doppelradialventilator 18 in die untere Kammer 12 der Zwischenkammern 14 einbläst.

Durch eine richtige Dimensionierung des Diffusors 34 in Verbindung mit dem Querschnitt des Dachkanals 4 wird über die gesamte Dachkanallänge ein konstanter statischer Überdruck und eine konstante Luftaustrittsgeschwindigkeit erreicht. Im Bereich der Klimatisierungseinrichtung 8 erzielt man eine Angleichung an die übrige Ausblasgeschwindigkeit, indem man über eine entsprechend dimensionierte Eintrittsöffnung 82 gezielt Luft aus der unteren Kammer 12 der Zwischenkammer 14 in die Luftkammer 36 eintreten läßt. Aus der Luftkammer 36 unterhalb der Klimatisierungseinrichtung 8 tritt nun die Luft über Klimatisierungsdüsen 6 in den Nutzraum 66. Die Klimatisierungsdüsen 6 können sowohl am Boden 38 der Luftkammer 36 als auch an der Verkleidung des Dachkanals 4 angeordnet sein.

Die Versorgung des Wärmetauschers 26 mit Kühlflüssigkeit erfolgt über die ein- bzw. austrittsseitigen Anschlußstutzen 84, wobei in Fig. 3a und 3b nur der einfache Sonderfall der Erfindung mit nur einem Wärmetauscherfluid und somit einem Ein- und Austritt dargestellt ist.

Der Einbau der Klimatisierungseinrichtung 8 erfolgt vom Nutzraum 66 durch eine Öffnung im Dachkanal 4. In Fig. 2 ist die Klimatisierungseinrichtung ohne jegliche obere Abdeckung nur an eine elastische Dichtung und Isolierung 86 des Daches 88 von unten angeschraubt.

Claims (19)

1. Klimatisierungseinrichtung (8) zum Einbau in einen Dachkanal (4) eines Nutzfahrzeugs, insbesondere Omnibusses (2), mit einem Wärmetauscher (26), dem eintrittsseitig Frischluft (28) und/oder Umluft (30) zuführbar ist, und mit einer dem Wär­ metauscher (26) austrittsseitig nachgeschalteten und mehrere Radialventilatoren (18) aufweisenden Ventilatoreinrichtung (16), die austrittsseitig an den Dachkanal (4) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Ventilatoreinrichtung (16) und dem Anschluß an den Dachkanal (4) eine Zwischenkammer (14) angeord­ net ist, die in mindestens zwei übereinander liegende Kammern (12) unterteilt ist, und
daß mindestens ein Radialventilator (18) der Ventila­ toreinrichtung (16) austrittsseitig an eine obere Kammer (12) und mindestens ein Radialventilator (18) der Ventilatoreinrich­ tung (16) austrittsseitig an eine untere Kammer (12) ange­ schlossen sind.

2. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammer (14) nur zwei übereinander liegende Kammern (12) aufweist.

3. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an verschiedene Kammern (12) der Zwischenkammer (14) angeschlossene Radialventilatoren (18) bei gleicher Höhenanordnung einmal oben liegende und einmal unten liegende Austrittsöffnungen (32) aufweisen.

4. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dieselbe Kammer (12) der Zwischenkammer (14) mehrere Radialventilatoren (18) angeschlossen sind und die Kammer (12) eine Luftleiteinrichtung (10) aufweist, welche die aus den mehreren Radialventilatoren (18) in diese Kammer (12) eintretende Luft in den Dachkanal (4) in entgegengesetzten Strömungsrichtungen im Dachkanal (4) auf­ teilt.

5. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Zwischenkammer (14) und gegebenenfalls (Anspruch 4) die Außen­ fläche der Luftleiteinrichtung (10) aus schallabsorbierendem Material besteht bzw. bestehen und/oder schallabsorbierend aus­ gekleidet ist bzw. sind.

6. Klimatisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Dachkanals (4) verteilte Radialventilatoren (18) oder Gruppen von Radialventi­ latoren (18) im Wechsel an unterschiedliche Kammern (12) der Zwischenkammer (14) angeschlossen sind.

7. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zwischen­ kammer (14) und dem Dachkanal (4) ein allen Kammern (12) der Zwischenkammer (14) gemeinsamer Diffusor (34) angeordnet ist.

8. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Diffusor (34) so ausgelegt ist, daß der aus seiner Austrittsgeschwindigkeit resultierende Druckgewinn beim Abbau der Luftgeschwindigkeit im Dachkanal (4) gleich dem statischen Druckverlust des Dachkanals ist.

9. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine sich im unteren Bereich der Klimatisierungseinrichtung (8) erstreckende Luftkammer (36), die an ihrem Boden (38) mit in den Nutzraum des Nutzfahr­ zeugs gerichteten Klimatisierungsdüsen (6) versehen und von mindestens einer Kammer (12), vorzugsweise der untersten Kam­ mer (12), der Zwischenkammer (14) mit Luft gespeist ist.

10. Klimatisierungseinrichtung (8) zum Einbau in einen Dachkanal (4) eines Nutzfahrzeugs, insbesondere Omnibusses (2), mit einem Wärmetauscher (26), dem eintrittsseitig Frischluft (28) und/oder Umluft (36) zuführbar ist, und mit einer dem Wär­ metauscher (26) austrittsseitig nachgeschalteten und mehrere Radialventilatoren (18) aufweisenden Ventilatoreinrichtung (16), die austrittsseitig an den Dachkanal (4) anschließbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich eine Luftzutrittsöffnung (40) für Frischluft (28) längs der Seitenwand (42) des Nutzfahrzeugs er­ streckt, und daß zwischen der Luftzutrittsöffnung (40) und der Ventilatoreinrichtung (16) eine Auffang- und Ableiteinrichtung (44) für Wasser angeordnet ist.

11. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 10 mit einer Umschaltklappe (24) zwischen Frischluftbetrieb und Um­ luftbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltklappe (24) und die Zutrittsöffnung (46) der Umluft (30) komplementär so ausgebildet sind, daß die Umschaltklappe (24) außer bei dem reinen Umluftbetrieb die Zutrittsöffnung (46) der Umluft (30) gegen Wasserzutritt bzw. -eintritt abdeckt.

12 Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zutrittsöffnung (46) der Umluft (30) als nach oben ragender Stutzen (48) ausgebildet ist, seit­ lich von dem eine Ableiteinrichtung (44) für Wasser angeordnet ist, und daß die Umschaltklappe (24) an ihrem Außenrand (50) mit einer Wasserableitführung (52) ausgebildet ist.

13. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprü­ che 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Boden des Wärme­ tauschers (26) ein Führungsblech (54) für Wasser vorgesehen ist, das den bodenseitigen Zutritt von Luft in den Wärmetau­ scher (26) weitgehend sperrt, und daß ein als Siphon (56) aus­ gebildeter Wasserablauf vorgesehen ist.

14. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß das Führungsblech (54) im Bereich der Luftaustrittsseite des Wärmetauschers (20) mit mindestens einer ersten Wasserdurchtrittsöffnung (58) versehen ist, und daß das Führungsblech (54) eine bis zum Zutritt (46) der Umluft (30) ragende Verlängerung (60) aufweist, die mit mindestens einer zweiten Wasserdurchtrittsöffnung (62) versehen ist, wobei der Durchtrittsquerschnitt der ersten Wasserdurchtrittsöffnung(en) (58) groß gegenüber dem der zweiten Wasserdurchtrittsöff­ nung(en) (62) ist.

15. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (26) zwei Verrohrungen (64) aufweist, von denen die eine mit Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs und die andere mit dem Kühlmittel des Motorkreislaufs des Nutzfahrzeugs beaufschlagbar ist.

16. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (26) nur eine Verrohrung (64) aufweist, die mit Kühlwasser, vorzugsweise des Motorkreislaufs, beaufschlagbar ist.

17. Klimatisierungseinrichtung (8) nach einem der Ansprü­ che 1 bis 16, gekennzeichnet durch Ausbildung als Einbauein­ heit, die vom Nutzraum (66) des Nutzfahrzeugs her in eine Ein­ bauöffnung im Dachkanal (4) einschiebbar ist.

18. Klimatisierungseinrichtung (8) zum Einbau in einen Dachkanal (4) eines Nutzfahrzeugs, insbesondere Omnibusses (2), mit einem Wärmetauscher (26), dem eintrittsseitig Frischluft (28) und/oder Umluft (30) zuführbar ist, und mit einer dem Wär­ metauscher (26) austrittsseitig nachgeschalteten und mehrere Radialventilatoren (18) aufweisenden Ventilatoreinrichtung (16), die austrittsseitig an den Dachkanal (4) anschließbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (26) nur eine Verrohrung (64) aufweist, die mit Kühlwasser, vorzugsweise des Motorkreislaufs, beaufschlagbar ist und daß die Verrohrung (64) in zwei mit Kühlwasser separat beaufschlagbare Teilkreisläufe (68) unterteilt ist, wobei der erste Teilkreislauf (70) sich über den oberen Bereich der Verrohrung (64) und der zweite Teilkreislauf (72) sich über den unteren Bereich der Verrohrung (64) erstreckt und wobei die Durchflußmenge an Kühlwasser im oberen Teilkreislauf (70) unabhängig von der Wassermenge des unteren Kreislaufes (72) reduziert werden kann.

19. Klimatisierungseinrichtung (8) nach Anspruch 18, ge­ kennzeichnet durch eine am Lufteintritt des Wärmetauschers an­ geordnete Umschaltklappe, die im Mischbetrieb von Frischluft (28) und Umluft (30) die Umluft überwiegend dem zweiten, unte­ ren Teilkreislauf (72) des Wärmetauschers (26) zuführt.