DE19718736C1 - Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuge - Google Patents

Description

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

Bei einer bekannten Heizungs- oder Klimaanlage dieser Art (DE 35 42 626 C2) sind zwei den Wärmetauscher umgehende Kaltluftkanäle seitlich an dem Wärmetauscher vorbeigeführt und mündet in einem Luftmischraum, dem über eine Mischklappe Warmluft vom Wärmetauscher zugeführt werden kann. In jedem Kaltluftkanal ist stromaufwärts der Mündung des Kaltluftkanals im Luftmischraum im Abstand vor der Mündung eine Regelklappe angeordnet, die je nach Schwenkstellung den Kaltluftkanal sperrt oder zum Luftdurchtritt mehr oder weniger freigibt.

Bei einer ebenfalls bekannten Heizungs- oder Klimaanlage (DE 44 22 120 A1) sind ebenfalls zwei Kaltluftkanäle um den Wärmetauscher herumgeführt und münden in dem in zwei Kammern unterteilten Luftmischraum, der unmittelbar in Luftströmungsrichtung hinter dem Wärmetauscher angeordnet ist. Jede Kammer hat eine Warmlufteinlaßöffnung zum Wärmetauscher hin und eine an einem der beiden Frischluftkanälen angeschlossene Kaltlufteinlaßöffnung. Zwischen der Warmlufteinlaßöffnung und der Kaltlufteinlaßöffnung einer jeden Kammer ist eine zwischen zwei Schwenkendstellungen schwenkbare Mischklappe gelagert. In der einen Schwenkendstellung schließt die Mischklappe die Warmlufteinlaßöffnung völlig ab und gibt die Kaltlufteinlaßöffnung vollständig frei, und in der anderen Schwenkendstellung deckt sie die Kaltlufteinlaßöffnung vollständig ab und gibt die Warmlufteinlaßöffnung völlig frei. In den Zwischenstellungen der Mischklappe zwischen ihren beiden Schwenkendstellungen kann Warm- und Kaltluft in unterschiedlicher Dosierung in den Luftmischraum einströmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizungs- oder Klimaanlage der eingangs genannten Art bezüglich der Luftvermischung der in den Luftmischraum einströmenden Warm- und Kaltluft zu verbessern.

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

Die erfindungsgemäße Heizungs- oder Klimaanlage hat den Vorteil, daß durch die Anordnung der Luftklappen unmittelbar an den Einlaßöffnungen des Luftmischraums und durch die erfindungsgemäße Ausrichtung der Luftklappen auf kürzestem Weg eine sehr gute Vermischung der Kalt- und Warmluft im Luftmischraum herbeigeführt wird. Die zueinander rechtwinklige Einströmung von Warm- und Kaltluft ermöglicht eine intensivere Verwirbelung, so daß die am Auslaß des Luftmischraums austretende Mischluft keine Temperatursträhnigkeit, d. h. Luftsträhnen mit unterschiedlicher Temperatur im Luftstrom, aufweist.

Zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Heizungs- oder Klimaanlage mit vorteilhaften Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Luftmischraum ausgangsseitig an mindestens einem Luftkanal angeschlossen, der zu einer im Fahrzeuginnenraum mündenden Luftaustrittsdüse, vorzugsweise der sog. Mitteldüse, führt. Zur Steigerung der Luftverwirbelung ist dabei am Ausgang des Luftmischraums ein Luftgitter angeordnet, das vorzugsweise feinmaschig ausgeführt wird.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, schematisch dargestellt,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, halbseitig dargestellt,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 3 einer modifizierten Klimaanlage.

Die in Fig. 1 schematisiert in Seitenansicht zu sehende Klimaanlage ist für den Einbau in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei sie in an sich bekannter Weise - in Fahrtrichtung - vor dem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Klimaanlage ist in einem Gehäuse 10 integriert, das an einer den Fahrzeuginnenraum vom Motorraum trennenden Stirnwand des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Die Klimaanlage weist ein Gebläse 11, das entweder Frischluft aus der Fahrzeugumgebung oder Umluft aus dem Fahrzeuginnenraum ansaugt, einen Verdampfer 12 und einen in Strömungsrichtung dem Verdampfer 12 nachgeordneten Wärmetauscher 13 auf. Verdampfer 12 und Wärmetauscher 13 sind vertikal stehend im Gehäuse 10 angeordnet. Zwischen Verdampfer 12 und Wärmetauscher 13 bildet sich im Gehäuse 10 ein Kaltluftraum 14, der an seinem Boden mit einem Ableitungsstutzen 15 für Kondensat versehen ist. Von dem Kaltluftraum 14 aus ist auf beiden Seiten an dem Wärmetauscher 13 jeweils ein Kaltluftkanal 16 vorbeigeführt, der in einem unmittelbar hinter dem Wärmetauscher 13 angeordneten Luftmischraum 17 mündet. Wie aus Fig. 2 erkenntlich ist, ist der Luftmischraum 17 durch eine Trennwand 18 in zwei voneinander separierte Kammern 171, 172 unterteilt. Jede der beiden identisch ausgebildeten Kammern 171, 172 weist eine Warmlufteinlaßöffnung 19 (Fig. 1) und eine die Mündung eines Kaltluftkanals 16 bildende Kaltlufteinlaßöffnung 20 auf. Jeder Einlaßöffnung 19, 20 ist eine Luftklappe 21, 22 zum Dosieren der in die Kammer 171 bzw. 172 des Luftmischraums 17 einströmenden Luftmenge von Warm- und Kaltluft zugeordnet. Im folgenden wird die der Warmlufteinlaßöffnung 19 zugeordnete Luftklappe als Warmluftklappe 21 und die der Kaltlufteinlaßöffnung 20 zugeordnete Luftklappe als Kaltluftklappe 22 bezeichnet. Beide Luftklappen 21, 22 weisen eine mittig zu ihrer Klappenfläche verlaufende Schwenkachse 211 bzw. 221 auf, die endseitig im Gehäuse 10 drehend gelagert ist. Die beiden Luftklappen 21, 22 sind dabei so angeordnet, daß ihre Schwenkachsen 211, 221 rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.

Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 3 zu erkennen ist, liegt in jeder Kammer 171 bzw. 172 des Luftmischraums 17 die Kaltlufteinlaßöffnung 20 mit zugeordneter Kaltluftklappe 22 oberhalb der Warmlufteinlaßöffnung 19 mit zugeordneter Warmluftklappe 21, wobei in Einbaulage die Ebene der Kaltlufteinlaßöffnung 20 vertikal und die Ebene der Warmlufteinlaßöffnung 19 horizontal ausgerichtet ist. Die Warmlufteinlaßöffnung 19 ist dabei an der Oberseite eines dem Wärmetauscher 13 im Luftstrom unmittelbar nachgeordneten Warmluftraums 23 angeordnet. Der Warmluftraum 23 weist links und rechts jeweils eine seitliche Luftausströmöffnung 24 auf, an die ein Luftverteilerkanal 25 angeschlossen ist (Fig. 1).

Der Luftverteilerkanal 25 weist Austrittsöffnungen für eine Fußraumdüse, für eine Seitendüse und für eine Defrosterdüse auf, die jeweils über Luftklappen regulierbar sind. In Fig. 1 ist in dem ausschnittweise dargestellten Luftverteilerkanal 25 lediglich die Austrittsöffnung 26 für die Fußraumdüse mit zugeordneter Luftklappe 27 angedeutet. Jede Kammer 171, 172 des Luftmischraums 17 ist ausgangsseitig an einem Luftkanal 28 angeschlossen, der zu einer sog. Mitteldüse 29 führt, die im Armaturenbrett im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist. Zur Unterstützung der Luftmischung der aus dem Luftmischraum 17 austretenden, temperierten Mischluft ist am Ausgang einer jeden Kammer 171, 172 ein Gitter 30 angeordnet. Dieses Gitter 30 hilft eine sog. Temperatursträhnigkeit im Mischluftstrom zu vermeiden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind in dem der Kaltlufteinlaßöffnung 20 vorgelagerten Bereich des Kaltluftkanals 16 die die Kaltlufteinlaßöffnung 20 begrenzenden Kanalwände 161, 162 so ausgeführt, daß beim Schwenken der Kaltluftklappe 22 zwischen den parallel zur Schwenkachse 221 sich erstreckenden Rändern der Kaltluftklappe 22 und den beiden angrenzenden Kanalwänden 161, 162 sich zwei Luftdurchtrittsquerschnitte einstellbarer Größe ausbilden, durch welche die Kaltluft in den Luftmischraum 17 einströmen kann. Die einströmende Kaltluft ist in Fig. 3 durch die Strömungspfeile 31 gekennzeichnet.

In einer modifizierten Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Kanalwand 161 in dem der Kaltlufteinlaßöffnung 20 vorgelagerten Bereich des Kaltluftkanals 16 bogenförmig ausgeführt, so daß bei der Schwenkbewegung der Kaltluftklappe 22 der eine parallel zur Schwenkachse 221 sich erstreckende Längsrand der Kaltluftklappe 22 immer sehr dicht an der Kanalwand 161 anliegt, während der andere Längsrand der Kaltluftklappe 22 sich von der Kanalwand 162 zunehmend entfernt. Dadurch bildet sich beim Schwenken der Kaltluftklappe 22 nur ein einziger Luftdurchtrittsquerschnitt zwischen der Kanalwand 162 und dem dort liegenden Längsrand der Kaltluftklappe 22 aus. Die durch diesen Luftdurchtrittsquerschnitt in den Luftmischraum 17 einströmende Kaltluft ist wiederum durch Pfeil 31 gekennzeichnet. Zur Vervollständigung ist in Fig. 3 und 4 die über die Warmlufteinlaßöffnung 19 bei geöffneter Warmluftklappe 21 in den Luftmischraum 17 einströmende Warmluft mit Pfeil 32 dargestellt.

Von dem Gebläse 11 angesaugte Frischluft oder Umluft wird im Verdampfer 12 gekühlt und anschließend im Wärmetauscher 13 erwärmt und strömt bei geöffneten Warmluftklappen 21 in den Luftmischraum 17, der zur getrennten Versorgung der linken und rechten Seite des Fahrzeuginnenraums in die beiden Kammern 171, 172 unterteilt ist. Ein Teil der im Verdampfer 12 gekühlten Kaltluft strömt bei geöffneten Kaltluftklappen 22 über die Kaltluftkanäle 16 in den Luftmischraum 17 und dort jeweils wieder in die für die linke bzw. rechte Fahrzeuginnenraumseite zuständige Kammer 171, 172. Entsprechend der Einstellungen der Warmluftklappen 21 und der Kaltluftklappen 22 strömt eine temperierte Mischluft über die Luftkanäle 28 zu der Mitteldüse 29 für die linke bzw. rechte Fahrzeuginnenraumseite und tritt dort in den Fahrzeuginnenraum ein. Über die Luftverteilerkanäle 25 kann Warmluft aus dem Warmluftraum 23 getrennt für die linke und rechte Fahrzeuginnenraumseite zu den Fußraumdüsen, den Seitendüsen und den Defrosterdüsen geleitet werden.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel einer Klimaanlage beschränkt. Durch Wegfall des Verdampfers 12 erhält man eine reine Heizungsanlage, ohne daß weitere technische Änderungen notwendig sind.

Es ist auch möglich, auf eine Links/Rechts-Trennung der Mitteldüsen zu verzichten und beide Seiten des Fahrzeuginnenraums mit gleich temperierter Luft über die Mitteldüse 29 zu beaufschlagen. In diesem Fall fällt die Unterteilung des Luftmischraums 17 in die beiden Kammern 171 und 172 sowie die getrennten Luftkanäle 28 zu den Mitteldüsen 29 weg. Der Luftmischraum 17 verfügt dann über eine einzige Warmlufteinlaßöffnung 19 mit einer einzigen Warmluftklappe 21 und über zwei Kaltlufteinlaßöffnungen 20, denen nach wie vor jeweils eine Kaltluftklappe 22 zugeordnet ist. Von dem Ausgang des Luftmischraums 17 führt ein einziger Luftkanal 28 zu der Mitteldüse 29. Am Ausgang des Luftmischraums 17 ist wiederum das Gitter 30 angeordnet.

Claims (10)

1. Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuge mit einem Wärmetauscher zur Erzeugung von Warmluft, mit mindestens einem den Wärmetauscher umgehenden, Kaltluft führenden Kaltluftkanal, mit einem Luftmischraum, der mindestens eine Warmlufteinlaßöffnung zum Einströmen von Warmluft und mindestens eine an dem Kaltluftkanal angeschlossene Kaltlufteinlaßöffnung aufweist, und mit im Warmluftstrom und in dem Kaltluftkanal angeordneten Luftklappen zum Dosieren der in den Luftmischraum einströmenden Luftmengen von Warm- und Kaltluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappen (21, 22) unmittelbar an den Einlaßöffnungen (19, 20) des Luftmischraums (17) so angeordnet sind, daß die Schwenkachsen (211, 221) der der mindestens einen Warmlufteinlaßöffnung (19) zugeordneten Warmluftklappe (21) und der der mindestens einen Kaltlufteinlaßöffnung (20) zugeordneten Kaltluftklappe (22) rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Kaltlufteinlaßöffnung (20) mit zugeordneter Kaltluftklappe (22) oberhalb der mindestens einen Warmlufteinlaßöffnung (19) mit zugeordneter Warmluftklappe (21) angeordnet ist und in Einbaulage die Ebene der Kaltlufteinlaßöffnung (20) vertikal und die Ebene der Warmlufteinlaßöffnung (19) horizontal ausgerichtet ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse mindestens der Kaltluftklappe (22) mittig zur Klappenfläche angeordnet ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der Kaltlufteinlaßöffnung (20) vorgelagerten Bereich des Kaltluftkanals (16) die die Kaltlufteinlaßöffnung (20) begrenzenden Kanalwände (161, 162) so ausgebildet sind, daß beim Schwenken der Kaltluftklappe (22) sich zwischen dem Rand der Kaltluftklappe (22) und den Kanalwänden (161, 162) zwei Luftdurchtrittsquerschnitte einstellbarer Größe ausbilden.

5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der Kaltlufteinlaßöffnung (20) vorgelagerten Bereich des Kaltluftkanals (16) die die Kaltlufteinlaßöffnung (20) begrenzenden Kanalwände (161, 162) so ausgebildet sind, daß beim Schwenken der Kaltluftklappe (22) sich nur zwischen einem Teilrand der Kaltluftklappe (22) und einem Kanalwandbereich (162) ein Luftdurchtrittsquerschnitt einstellbarer Größe ausbildet.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmischraum (17) ausgangsseitig an mindestens einem Luftkanal (28) angeschlossen ist, der zu einer im Fahrzeuginnenraum mündenden Luftaustrittsdüse, vorzugsweise Mitteldüse (29), führt.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Luftmischraums (17) von einem vorzugsweise feinmaschigen Gitter (30) überdeckt ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kaltluftkanäle (16) vorgesehen sind, die jeweils seitlich um den Wärmetauscher (13) herumgeführt sind, und daß im Luftmischraum (17) zwei jeweils an einem Kaltluftkanal (16) angeschlossene Kaltlufteinlaßöffnungen (20) vorhanden sind.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmischraum (17) in zwei voneinander separierte Kammern (171, 172) unterteilt ist und daß jede Kammer (171, 172) eine Warmlufteinlaßöffnung (19) mit zugeordneter Warmluftklappe (21), eine Kaltlufteinlaßöffnung (20) mit zugeordneter Kaltluftklappe (22) sowie einen von einem Gitter (30) überdeckten Ausgang zu einem zu einer Luftaustrittsdüse (29) führenden Luftkanal (28) aufweist.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Wärmetauscher (13) und dem mindestens einen Kaltluftkanal (16) zugeführte Luftstrom über einen Verdampfer (12) geführt ist.