DE19650909C1 - Heizungs- oder Klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuginnenräume gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art (DE 39 28 944 C3) ist der zur sog. Mittelebene des Fahrzeuginnenraums oder der Fahrgastzelle führende und dort in einer sog. Mitteldüse, die im Armaturenbrett angeordnet ist, mündende Luftführungskanal luftklappenlos ausgebildet und eine Steuereinheit mit abgespeicherten Kennlinien für den Zusammenhang zwischen der Luftmenge und der Lufttemperatur der an der Mitteldüse austretenden Luft vorgesehen, die an die Stellantriebe von Warm- und Kaltluftklappe Stellgrößen für eine durch die Kennlinien vorgegebene Einstellung der Luftklappen legt. Damit ist eine Temperierung und Dosierung der aus der Mitteldüse austretenden Luft ohne Luftklappen im Luftführungskanal möglich. Der an dem Warmluftkanal angeschlossene Luftverteiler weist Luftaustrittsöffnungen für den Fußbereich und den Fondbereich des Fahrzeuginnenraums auf und wird ausschließlich mit Warmluft beaufschlagt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizungs- oder Klimaanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit geringem, konstruktivem Aufwand eine großräumige Einströmung von Kaltluft zur schnellen Abkühlung des Fahrzeuginnenraums ermöglicht.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Heizungs- oder Klimaanlage hat den Vorteil, daß die aus dem Kaltluftkanal in den Luftführungskanal einströmende Kaltluft auf den Luftführungskanal und auf den Luftverteiler aufgeteilt wird, so daß Kaltluft nicht nur über die Mitteldüse in die Mittelebene, sondern auch über den Luftverteiler in den unteren Bereich (Fußraum, Fondraum) des Fahrzeuginnenraums einströmt und für eine insgesamt schnellere Abkühlung des Fahrzeuginnenraums sorgt.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Heizungs- oder Klimaanlage mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kaltlufteinlaß über einen von der Schließstellung der Kaltluftklappe ausgehenden, kleinen Schwenkbereich der Kaltluftklappe hinweg gegen Kaltlufteintritt permanent abgedeckt. Dieser abgedeckter Schwenkbereich entspricht dem vorgegebenen Regelbereich der Kaltluftklappe, in welchem mittels der Kaltluftklappe der über den Warmlufteinlaß in den Luftführungskanal einströmenden Warmluft Kaltluft in dosierten Mengen zugemischt wird. Dies hat den Vorteil, daß im Regelbereich für die Temperaturabsenkung der bei geöffnetem Warmlufteinlaß in den Luftführungskanal einströmenden Warmluft durch Kaltluftbeimischung eine Rückströmung von Kaltluft in den Luftverteiler und damit in den Fuß- und Fondbereich des Kraftfahrzeuginnenraums vermieden wird.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt die Zeichnung eine Seitenansicht einer Klimaanlage, teilweise geschnitten, in schematischer Darstellung.

Die in Fig. 1 schematisch in Seitenansicht und teilweise längsgeschnitten dargestellte Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug weist ein vorzugsweise zweiflutiges Gebläse 10, einen Verdampfer 11, einen Wärmetauscher 12 und einen Luftverteiler 13 auf. Die genannten Baueinheiten sind in einem sog. Klimakasten 14 in Strömungsrichtung gesehen in der genannten Reihenfolge hintereinander angeordnet. Der nicht zu sehende Gebläseeingang ist wahlweise mit einer Frischluft- oder Umluftöffnung verbunden, über welche das Gebläse 10 entweder Frischluft aus der Fahrzeugumgebung oder Umluft aus einem Fahrzeuginnenraum ansaugt. Der unmittelbar an dem Gebläse 10 sich anschließende Kastenabschnitt bildet einen Kaltluftkanal 15, in dem der den gesamten Kanalquerschnitt überdeckende Verdampfer 11 der Klimaanlage aufgenommen ist. An dem Kaltluftkanal 15 schließt sich ein Warmluftkanal 16 an, der eingangsseitig mit dem Wärmetauscher 12 überdeckt ist und ausgangsseitig in dem Luftverteiler 13 einmündet. Der Luftverteiler 13 weist mindestens einen Luftauslaß 17 und einen Luftauslaß 18 auf, die für die Luftversorgung des unteren Bereichs des Fahrzeuginnenraums vorgesehen sind. Der Luftauslaß 17 mündet mit einer Fondraumdüse und der Luftauslaß 18 in einer Fußraumdüse, die beide nicht dargestellt sind.

Vom Kaltluftkanal 15, und zwar in dem Bereich zwischen Verdampfer 11 und Wärmetauscher 12, geht im oberen Bereich ein Luftführungskanal 19 ab, der oberhalb des Wärmetauschers 12 entlanggeführt ist und endseitig eine Auslaßöffnung 20 trägt, die über einen nicht dargestellten Stutzen mit einer sog. Mitteldüse im Armaturenbrett des Fahrzeuginnenraums für den Luftaustritt in eine Mittelebene des Fahrzeuginnenraums in Verbindung steht. Der Luftführungskanal 19 ist mit einem Kaltlufteinlaß 21 an dem Kaltluftkanal 15 angeschlossen und steht über einen Warmlufteinlaß 22 mit dem Luftverteiler 13 in Verbindung. Dem Warmlufteinlaß 22 ist eine Warmluftklappe 23 zugeordnet, die an einem Ende um eine Schwenkachse 24 am Klimakasten 14 schwenkbar gehalten ist und aus einer in der Zeichnung ausgezogen dargestellten Schließstellung, in welcher sie den Warmlufteinlaß 22 vollständig abdeckt, bis in eine in der Zeichnung strichliniert dargestellte Öffnungsstellung schwenkbar ist, in welcher sie den Warmlufteinlaß 22 vollständig freigibt. Die Warmluftklappe 23 kann zwischen diesen beiden Schwenkendstellungen jegliche Schwenkstellung einnehmen und so Warmluft dosiert in den Luftführungskanal 19 einleiten.

Dem Kaltlufteinlaß 21 ist eine Kaltluftklappe 25 zugeordnet, die um eine etwa in ihrer Mitte angeordnete Schwenkachse 26 schwenkbar im Klimakasten 14 gehalten ist. Die Kaltluftklappe 25 ist aus einer in der Zeichnung strichliniert dargestellten Schließstellung, in welcher sie den Kaltlufteinlaß 21 vollständig abdeckt, in eine in der Zeichnung ausgezogen dargestellte Öffnungsstellung und umgekehrt überführbar, in welcher sie den Kaltlufteinlaß 21 in seinem vollen Querschnitt freigibt. Auch die Kaltluftklappe 25 kann jede zwischen diesen beiden Schwenkendstellungen liegende Schwenkstellung einnehmen. Die Geometrie der Kaltluftklappe 25 und ihre Anordnung im Luftführungskanal 19 ist dabei so festgelegt, daß die Kaltluftklappe 25 in ihrer in der Zeichnung ausgezogen dargestellten Öffnungsstellung mit ihrer einen Längskante 251 in den Kaltlufteinlaß 21 etwa mittig hineinragt und mit ihrer gegenüberliegenden anderen Längskante 252 an einem in Luftströmungsrichtung gesehen hinter dem Warmlufteinlaß 22 liegenden Wandbereich 191 des Luftführungskanals 19 anliegt. In ihrer Öffnungsstellung teilt damit die Kaltluftklappe 25 den über den geöffneten Kaltlufteinlaß 21 in den Luftführungskanal 19 einströmenden Kaltluftstrom, der durch die Pfeile 27 angedeutet ist, in einen im Luftführungskanal 19 verlaufenden Teilstrom 271 und einen bei geöffneter Warmluftklappe 23 in den Luftverteiler 13 eindringenden Teilstrom 272 auf. Diese Einstellung der Kaltluftklappe 25 wird in der Betriebsart "maximales Kühlen" gewählt, in welcher bei abgeschaltetem Wärmetauscher 12 gleichzeitig die Warmluftklappe 23 vollständig geöffnet ist. Kaltluft kann nunmehr sowohl über den Luftführungskanal 19 in die Mittelebene des Fahrzeuginnenraums als auch über den Luftverteiler 13 in die untere Ebene des Fahrzeuginnenraums einströmen, wodurch insgesamt die Abkühlung des Fahrzeuginnenraums beschleunigt wird. Ist hingegen die Kaltluftklappe 23 in ihre Schließstellung überführt (in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt), so kann mit mehr oder weniger weitem Öffnen der Warmluftklappe 23 dosierte Mengen von Warmluft aus dem Luftverteiler 13 in den Luftführungskanal 19 eingeleitet werden, so daß die Mittelebene des Fahrzeuginnenraums mit temperierter Warmluft beaufschlagt wird. Diese Warmluft läßt sich in ihrer Temperatur durch Zumischen von Kaltluft absenken, was durch mehr oder weniger weites Öffnen der Kaltluftklappe 25 bewerkstelligt werden kann.

Um bei der beschriebenen Funktion der Kaltluftklappe 25 eine einfache Geometrie der Kaltluftklappe 25 beizubehalten, ist der Warmlufteinlaß 22 in Einbaulage des Klimakastens 14 im Fahrzeug horizontal oder unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt ausgerichtet und der Kaltlufteinlaß 21 vertikal oder unter einem spitzen Winkel gegen die Vertikale geneigt ausgerichtet, die Schwenkachse 26 der Kaltluftklappe 25 oberhalb des Warmlufteinlasses 22 und etwa mittig zu diesem angeordnet, sowie der Luftführungskanal 19 etwa in Höhe der Schwenkachse 26 der Kaltluftklappe 25 im Querschnitt etwas eingeschnürt. Zur Verdeutlichung ist die Einschnürstelle mit 28 gekennzeichnet.

Der Kaltlufteinlaß 21 ist über einen von der Schließstellung der Kaltluftklappe 25 (in der Zeichnung strichliniert dargestellt) ausgehenden, kleinen Schwenkbereich der Kaltluftklappe 25 gegen Kaltlufteintritt permanent mittels eines im Luftführungskanal 19 querverlaufenden, bogenförmig gekrümmten Wandstegs 29 abgedeckt. Die vertikale Höhe des Wandstegs 29 entspricht etwa dem Regelbereich der Kaltluftklappe 25, in welchem bei geöffnetem Warmlufteinlaß 22 der in den Luftführungskanal 19 einströmenden Warmluft Kaltluft zur Temperaturregelung der an der Mitteldüse austretenden Luft beigemischt wird. Dieser Schwenkwinkelbereich der Kaltluftklappe 25 ist in der Zeichnung mit α bezeichnet. Der Wandsteg 29 verhindert, daß in diesem Regelbereich der Kaltluftklappe 25 Kaltluft in den Luftverteiler 13 rückströmen kann.

In dem Luftführungskanal 19 ist stromabwärts von Kalt- und Warmluftklappe 25, 23 mindestens eine Auslaßöffnung 30 vorgesehen, die über einen Luftführungsstutzen an eine nicht dargestellte Seitendüse im Armaturenbrett des Fahrzeuginnenraums angeschlossen ist. Damit werden die Mitteldüse und die Seitendüsen im Armaturenbrett und damit die gesamte Mittelebene des Fahrzeuginnenraums mit gleich temperierter Luft versorgt. Die mindestens eine Auslaßöffnung 30 für die Seitendüse kann alternativ auch im Luftverteiler 13 vorgesehen werden, wie dies in der Zeichnung strichliniert angedeutet ist. In diesem Fall kann die aus den Seitendüsen und die aus der Mitteldüse ausströmende Luft in der Mittelebene unterschiedlich temperiert werden.

Claims (7)

1. Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuginnenräume mit einem an einem Warmluftkanal angeschlossenen Luftverteiler mit Auslaßöffnungen für den Luftaustritt zumindest in eine untere Ebene des Fahrzeuginnenraums, mit einem Luftführungskanal mit Auslaßöffnungen für den Luftaustritt in eine Mittelebene des Fahrzeuginnenraums, der über einen Kaltlufteinlaß mit einem Kaltluftkanal und über einen Warmlufteinlaß mit dem Luftverteiler in Verbindung steht, mit einer dem Kaltlufteinlaß zugeordneten Kaltluftklappe, die um eine etwa mittig angeordnete Schwenkachse aus einer den Kaltlufteinlaß vollständig absperrenden Schließstellung in eine den Kaltlufteinlaß vollständig freigebende Öffnungsstellung und umgekehrt schwenkbar ist, mit einer dem Warmlufteinlaß zugeordneten Warmluftklappe, die den Warmlufteinlaß in einer von zwei Schwenkendstellungen vollständig absperrt und in der anderen vollständig freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der Kaltluftklappe (25) und die Anordnung ihrer Schwenkachse (26) im Luftführungskanal (19) so festgelegt sind, daß die Kaltluftklappe (25) in ihrer Öffnungsstellung mit ihrer einen Längskante (521) in den Kaltlufteinlaß (21), vorzugsweise mittig, hineinragt und mit ihrer gegenüberliegenden anderen Längskante (252) an einem in Luftströmungsrichtung gesehen hinter dem Warmlufteinlaß (22) liegenden Wandbereich (191) des Luftführungskanals (19) anliegt und dadurch von dem in den Kaltlufteinlaß (21) eintretenden Kaltluftstrom (27) einen Teilstrom (272) zu dem Warmlufteinlaß (22) hin abzweigt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Einbaulage der Warmlufteinlaß (22) horizontal oder unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt ausgerichtet und der Kaltlufteinlaß (21) vertikal oder unter einem spitzen Winkel gegen die Vertikale geneigt ausgerichtet oberhalb des Warmlufteinlasses (22) angeordnet ist und daß die Kaltluftklappe (25) mit Abstand über dem Warmlufteinlaß (22) angeordnet ist und ihre Schwenkachse (26) etwa mittig zum Warmlufteinlaß (22) liegt.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal (19) hinter dem Kaltlufteinlaß (21) etwa in Höhe der Schwenkachse (26) der Kaltluftklappe (25) im Querschnitt eingeschnürt ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltlufteinlaß (21) über einen von der Schließstellung der Kaltluftklappe (25) ausgehenden kleinen Schwenkbereich (α) der Kaltluftklappe (25) gegen Kaltlufteintritt permanent abgedeckt ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgedeckte Schwenkbereich (α) der Kaltluftklappe (25) dem vorgegebenen Regelbereich zur Kaltluftzumischung zu der über den Warmlufteinlaß (22) in den Luftführungskanal (19) einströmenden Warmluft entspricht.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftführungskanal (19) oder in dem Luftverteiler (13) Auslaßöffnungen (30) für den Luftaustritt aus im Armaturenbrett im Kraftfahrzeuginnenraum angeordneten Seitendüsen vorgesehen sind.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal (19) und der Luftverteiler (13) in einem Klimakasten (14) ausgebildet sind, in dem ein Gebläse (10), ein Verdampfer (11) und ein Wärmetauscher (12) in Luftströmungsrichtung gesehen in der genannten Reihenfolge hintereinander angeordnet sind, daß der Luftführungskanal (19) in Einbaulage des Klimakastens (14) im oberen Bereich eines zwischen Verdampfer (11) und Wärmetauscher (12) eingeschlossenen Abschnitts des Kaltluftkanals (15) abzweigt und daß der Warmluftkanal (16) von einem den Wärmetauscher (12) umschließenden Kastenabschnitt gebildet ist.