DE19729077A1 - Einrichtung zum Kühlen einer Kabine - Google Patents
Einrichtung zum Kühlen einer KabineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen einer
Kabine, insbesondere einer Fahrerkabine eines Kraftfahr
zeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Einrichtung, welche eine Kühlung des Fahrgast
raumes ermöglicht, wenn der Verbrennungsmotor des Kraft
fahrzeuges außer Betrieb ist, beispielsweise eine Fahrer-
oder Schlafkabine eines Nutzfahrzeuges, ist bereits aus der
DE 41 25 993 A1 bekannt. Die bekannte Einrichtung weist
einen Kühlkanal auf, durch den von einem Gebläse ein Luft
strom förderbar ist, welcher bei der Durchströmung einer
kühlenden Behandlung unterzogen wird. Der Kühlkanal weist
dabei eine Trocknereinheit mit einer durchströmbaren Sorp
tionskammer mit einem Sorbens wie Zeolith oder dergleichen
auf. Bei Kontakt des Luftstromes mit dem Sorbens wird die
in der Luft enthaltene Feuchtigkeit adsorbiert und der
Luftstrom bei gleichzeitiger Wärmeaufnahme getrocknet. In
Strömungsrichtung hinter der Trocknereinheit ist in dem
Kühlkanal ein Verdunster angeordnet, welcher den trockenen
Luftstrom bei der Durchströmung durch Verdunsten von Was
ser, welches entsprechend ausgebildeten Verdunstungsflächen
des Verdunsters fortlaufend zuführbar ist, von der ent
stehenden Verdunstungskälte ggf. bis zum Erreichen der
Kühlgrenze abgekühlt wird. Die Sorptionskammer der Trock
nereinheit ist abströmseitig mit einem in die Atmosphäre
mündenden Desorptionskanal verbindbar, welcher der Abfüh
rung des bei der Desorption der Sorptionskammer freigesetz
ten Wassersorbates dient.
Bei der bekannten Einrichtung wird der abgekühlte, jedoch
in Folge der Wasserverdunstung feuchte Luftstrom hinter dem
Verdunster direkt in die Fahrerkabine eingeleitet. Es kann
daher zu unhygienischen Klimabedingungen in der Fahrer
kabine kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
gattungsgemäße Einrichtung zum Kühlen einer Kabine derart
weiterzubilden, daß beim Kühlen angenehme hygienische Kli
mabedingungen in der Kabine geschaffen werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An
spruchs 1 gelöst.
In dem als geschlossener Primärkühlkreis ausgebildeten
Kühlkanal ist die Kälteleistung, welche von dem im Primär
kühlkreis zirkulierenden Luftstrom als Verdunstungskälte im
Verdunster bei gleichzeitiger Befeuchtung aufgenommen wird,
über einen Wärmetauscher auf einen weiteren Kühlluftstrom
übertragbar, welcher somit abgekühlt und dabei trocken in
die Kabine förderbar ist. Dem Primärkühlkreis ist bei der
Desorption der Sorptionskammer über eine absperrbare
Frischluftleitung Desorptionsluft während des Desorptions
betriebes zuführbar. Durch die Zirkulation des Arbeits
mediums Luft im Primärkühlkreis wird der gemeinsame Wir
kungsgrad beim Kühlen durch die Reihenanordnung der Trock
nereinheit und des Verdunsters verbessert. Der Trocknerein
heit wird der nach dem Durchströmen des Verdunsters abge
kühlte Luftstrom zur Trocknung zugeführt. Es ist eine ge
ringe Sorbensmenge ausreichend, um den Luftstrom zu trock
nen, was beispielsweise auf einen kontinuierlichen Betrieb
im Trockner zurückgeführt werden kann. Die Erhöhung der
Trocknungsleistung führt wiederum dazu, daß der zirku
lierende Luftstrom bei Durchströmen des Verdunsters stärker
abgekühlt werden kann.
Vorteilhaft wird der Wärmetauscher zur Übertragung der Käl
teleistung auf den in die Kabine geförderten Kühlluftstrom
als Luft/Wasser-Wärmeübertrager ausgebildet und ist in
einem Wasserkreislauf zur Versorgung des Verdunsters im
Primärkühlkreis angeordnet. Das in dem Verdunster ge
sammelte, kalte Wasser wird einem Wärmetauscher zugeleitet,
in welchem die Kälte auf den Zuluftstrom übertragen wird.
Der Primärkühlkreis der Kühleinrichtung mit den kälte
erzeugenden Aggregaten kann außerhalb der Kabine angeordnet
sein.
Die Erfindung wird nachstehend mit schematisch dargestell
ten Einrichtungen zum Kühlen einer Fahrerkabine anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis Fig. 3 Kühleinrichtungen mit außerhalb der Kabi
ne angeordnetem Primärkühlkreis,
Fig. 4 und Fig. 5 Kühleinrichtungen mit einem die Kabine
durchsetzenden Primärkühlkreis,
Fig. 6 eine alternative Ausgestaltung einer
Kühleinrichtung mit einem die Kabine
durchsetzenden Primärkühlkreis.
In allen Zeichnungsfiguren sind jeweils gleiche Bauteile
der jeweiligen Kühleinrichtungen mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zum Kühlen der Fah
rerkabine 1 eines Kraftfahrzeuges weist einen als ge
schlossenen Primärkühlkreis 2 ausgebildeten Kühlkanal auf,
in dem ein zu kühlender Luftstrom von einem Gebläse 3 ge
fördert in Pfeilrichtung 28 zirkuliert. In dem Primärkühl
kreis 2 ist eine Trocknereinheit 4 angeordnet, deren durch
strömbare Sorptionskammer 9 Zeolith enthält. Bei Kontakt
mit dem als Sorbens wirkenden Zeolith wird dem Luftstrom
Feuchtigkeit durch Adsorption entzogen und gleichzeitig Ad
sorptionswärme zugeführt. In dem Primärkühlkreis ist wei
terhin in Reihe mit der Trocknereinheit ein Verdunster 5
angeordnet, welcher den von der Trocknereinheit 4 herange
führten, trockenen Warmluftstrom durch Wasserverdunstung
herabkühlt. Über einen geschlossenen Wasserkreislauf 18, in
dem eine Pumpe 21 angeordnet sein kann, werden geeignet
ausgebildete Verdunsteroberflächen 6 im Verdunster 5 ver
sorgt. Die Trocknereinheit 4 weist einen Desorptionskanal
24 auf, über den die Sorptionskammer 9 zur Desorption des
Zeolithes abströmseitig mit der Atmosphäre verbindbar ist.
Der Primärkühlkreis 2 weist ferner eine bedarfsweise frei
gebbare Frischluftleitung 25 auf, welche zur Desorption des
Zeolithes zur Nachförderung von Umgebungsluft durch das Ge
bläse 3 geöffnet wird. Dabei wird die mit dem freigesetzten
Wassersorbat über den Desorptionskanal ausgeschobene Luft
menge unmittelbar ersetzt. Die Desorption kann dabei tur
nusmäßig oder auch kontinuierlich durch die Anordnung einer
entsprechend ausgebildeten, selbsttätig desorbierenden
Trocknereinheit 4 erfolgen.
In dem Wasserkreislauf 18 zur Versorgung des Verdunsters 5
ist ein als Luft/Wasser-Wärmeübertrager ausgebildeter Wär
metauscher 8 angeordnet, welcher die transportierte Kälte
leistung des vom Verdunster 5 abströmenden Kaltwasserstroms
auf einen in die Kabine 1 einströmenden Zuluftstrom 7 über
trägt. Der Zuluftstrom 7 wird von einem Kabinengebläse 17
durch eine Kabinenluftleitung 14 gefördert. Im Ausführungs
beispiel ist die Kabinenluftleitung 14 von der Außenseite
in die Kabine 1 geführt, wodurch der Zuluftstrom 7 aus der
Umgebung der Kabine 1 bzw. eines Fahrzeugs ansaugbar ist.
Die Abluft der Kabine 1 wird über einen Fortluftkanal 10
abgeführt, welcher vor dem Ausstoß 27 in die Atmosphäre
wärmeübertragend mit dem Primärkühlkreis 2 verbunden ist,
vorzugsweise mittels eines Kreuzstrom-Wärmetauschers 12.
Zur Unterstützung der Luftströmung im Fortluftkanal 10 ist
ein Fördergebläse 11 vorgesehen.
In dem Fortluftkanal 10 ist ein weiterer Verdunster 15 an
geordnet, welcher gleichzeitig mit der Kabinenluftleitung
14 bzw. mit dem durch die Kabinenluftleitung 14 geförderten
Zuluftstrom 7 wärmeübertragend verbunden ist. Der Ver
dunster 15 im Fortluftkanal 10 ist bevorzugt als isothermer
Wärmeübertrager auf den Zuluftstrom 7 ausgebildet. Über
eine Wasserversorgung 26 wird dem Verdunster 15 Wasser zu
geführt, welches auf geeignet ausgebildeten Verdunsterober
flächen 16 verdunstet und dabei den Abluftstrom aus der Ka
bine 1 abkühlt. Die Kälteleistung des Verdunsters 15 wird
auf den Zuluftstrom 7 übertragen und trägt somit effektiv
zur Abkühlung der Kabine 1 bei. Der kühle Abluftstrom wird
über den Fortluftkanal 10 zum Kreuzstrom-Wärmetauscher 12
des Primärkühlkreises 2 geführt und kühlt den Luftstrom im
Primärkühlkreis 2 zusätzlich vor dem Durchströmen des küh
lenden Verdunsters 5. Aufgrund des geringen Temperatur
niveaus im Primärkühlkreis ist bereits eine geringe Zeo
lithmenge ausreichend, um die zur Bereitstellung der Kühl
leistung notwendige Trocknung des Primärluftstroms sicher
zustellen. Der Zuluftstrom 7 für die Kabine 1 wird über die
Kühlleistung des Luft/Wasser-Wärmeübertragers im kalten
Wasserkreislauf 18 des Primärkühlkreis-Verdunsters 5 hinaus
zusätzlich gekühlt durch die wärmeübertragende Verbindung
der Kabinenluftleitung 14 mit dem kühlenden Verdunster 15
im Fortluftkanal 10. Bezüglich der Strömungsrichtung des
Zuluftstroms 7 ist dabei der Verdunster 15 vor dem
Luft/Wasser-Wärmeübertrager 8 angeordnet, um eine wir
kungsvolle Vorkühlung des Zuluftstroms 7 und somit eine
Entlastung des Wärmeübertragers 8 zu erreichen. Die Tempe
ratur im Wasserkreislauf 18 des Primärkühlkreis-Verdunsters
5 wird gering gehalten.
Der Wasserkreislauf 18 des Verdunsters 5 ist durch eine
Versorgungsleitung 22 mit einem Wasserreservoir 19 verbun
den. Die Versorgungsleitung 22 ist von einem Ventil 23 ab
gesperrt, welches bedarfsweise zur Auffüllung des Wasser
kreislaufes 18 freigebbar ist. Das Wasserreservoir 19 ist
im Ausführungsbeispiel in der ebenfalls umlaufend ausge
bildeten Wasserversorgung 26 des Verdunsters 15 des Fort
luftkanals 10 angeordnet, aus dem die Versorgungsleitung 22
für den Primärkreis-Verdunster 5 abzweigt. Die Wasserpumpe
20 der Wasserversorgung des Fortluftverdunsters 15 beauf
schlagt somit gleichzeitig die Versorgungsleitung 22.
Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung zum Kühlen einer
Fahrerkabine 1 sieht einen Umluftbetrieb der Kabinenluft
vor. Das Kabinengebläse 17 drängt dabei den Umluftstrom 7'
durch den Luft/Wasserübertrager 8, welcher - wie oben zu
Fig. 1 beschrieben - innerhalb der Kabine 1 im Wasserkreis
lauf 18 des Verdunsters 5 im Primärkühlkreis 2 angeordnet
ist. Die Ansaugseite 13 des Fortluftkanals 10 liegt außer
halb der Kabine 1. Das Gebläse 11 saugt somit Umgebungsluft
an, welche von dem Verdunster 15 abgekühlt wird, um über
den Kreuzstrom-Wärmeübertrager dem Primärkühlkreis 2 strom
auf der Trocknereinheit 4 bereits Wärme zu entziehen. Der
Primärkühlkreis 2 stellt aufgrund des niedrigen Temperatur
niveaus bei geringem Energieverbrauch eine hohe Kälte
leistung bereit, welche über den Wasserkreislauf 18 von dem
Luft/Wasser-Wärmeübertrager 8 mit hohem Wirkungsgrad auf
den Zuluftstrom 7' bei der Umwälzung in der Kabine 1 über
tragen wird.
Fig. 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer
Einrichtung zum Kühlen der Kabine 1 mit außerhalb der Kabi
ne 1 angeordnetem Primärkühlkreis 2. Die Übertragung der im
Primärkühlkreis 2 erzeugten Kälteleistung erfolgt wie bei
den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Einrichtungen, und es
wird zur grundsätzlichen Funktionsweise der Kühleinrichtung
auf die dortigen Beschreibungen verwiesen. In Überein
stimmung mit der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung wird zur
kühlenden Klimatisierung der Kabine 1 insbesondere im
Stillstand des Fahrzeuges die Kabinenluft von dem Kabinen
gebläse 17 umgewälzt und dabei von dem Luft/Wasser-Wärme
übertrager 8 abgekühlt. Bei der gezeigten Kühleinrichtung
ist der Verdunster 15 im Fortluftkanal 10 wärmeübertragend
mit dem Primärkühlkreis 2 in Strömungsrichtung 28 vor dem
Verdunster 5 liegend wärmeübertragend verbunden. Der Ver
dunster 15, welcher die von dem Fördergebläse 11 durch den
Fortluftkanal 10 geförderte Umgebungsluft mittels Wasser
verdunstung auf den Verdunsteroberflächen 16 abkühlt, ist
im Ausführungsbeispiel als isothermer Wärmeübertrager aus
gebildet. Auf die Anordnung eines weiteren Wärmetauschers
im Fortluftkanal 10 zur Übertragung der Kühlleistung des
Verdunsters 15 auf den Primärkühlkreis 2 kann verzichtet
werden und daher die Herstellungskosten der Kühleinrichtung
gesenkt werden.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Einrichtung
zum Kühlen der Fahrerkabine 1, deren Primärkühlkreis 2
durch die Kabine 1 geführt ist, wobei der Verdunster 5 des
Primärkühlkreises 2 mit dem Vorteil einer geringeren Bau
teilanzahl der Kühleinrichtung innerhalb der Kabine 1 ange
ordnet ist und als Wärmeübertrager für den Zuluftstrom 7
ausgebildet ist. Zur gleichzeitigen Abkühlung des Primär
kühlkreises und des in der Kabine 1 umgewälzten Zuluft
stromes 7, 7' wird bevorzugt ein isothermer Befeuchter ein
gesetzt. Anstelle eines Kreuzstrom-Wärmeübertragers 12,
welcher den - wie oben beschrieben - mit Verdunster 15 und
Gebläse 11 ausgerüsteten Fortluftkanal 10 vor dem Ausstoß
27 mit dem Primärkühlkreis 2 wärmeübertragend verbindet,
kann vorteilhaft auch ein adiabater Befeuchter 15' angeord
net sein, wie Fig. 5 zeigt. Ein solcher adiabater Be
feuchter 15' ist nach Art des Kreuzstrom-Wärmeübertragers
mit dem Primärkühlkreis 2 verbunden.
Fig. 6 zeigt eine Anordnung einer Kühleinrichtung mit der
Möglichkeit einer indirekten Kühlung der Kabine 1 über
einen Luft/Luft-Wärmeübertrager 8'. Der Wärmetauscher 8'
ist vorzugsweise innerhalb der Kabine 1 angeordnet und wird
einerseits von dem Primärluftstrom zwischen Verdunster 5
und Trocknereinheit 4 und andererseits von dem zu kühlenden
Umluftstrom 7, 7' durchströmt. Die zusätzliche Wärmeabfuhr
aus dem Primärkühlkreis 2 erfolgt - wie bereits oben be
schrieben - über einen Fortluftkanal, dessen Fördergebläse
11 aus der Umgebung ansaugt, wobei die Kälteleistung des
Verdunsters 15 von einem Kreuzstrom-Wärmeübertrager 12 auf
den Primärkühlkreis 2 übertragen wird. Die Anordnung kann
jedoch auch so getroffen werden, daß - wie in Fig. 1 dar
gestellt - die Ansaugseite 13 des Fortluftkanals 10 mit den
bereits beschriebenen Vorteilen innerhalb der Kabine 1
liegt.
Die Anordnung einzelner Baugruppen der erfindungsgemäßen
Einrichtung zum Kühlen der Kabine 1 und deren Abstimmung
aufeinander kann in Abhängigkeit von den klimatischen Um
gebungsbedingungen im jeweiligen Anwendungsfall getroffen
werden, wobei auch hier nicht dargestellte Baugruppen-Kom
binationen vorteilhaft sein können.
Claims (8)
1. Einrichtung zum Kühlen einer Kabine (1), insbesondere
einer Fahrerkabine eines Kraftfahrzeuges, mit einem
Kühlkanal (2), welcher ein Gebläse (3) zur Förderung
eines zu kühlenden Luftstromes umfaßt sowie eine Trock
nereinheit (4) mit einer durchströmbaren Sorptionskammer
(9) mit einem Sorbens wie Zeolith oder dergleichen und
einen in Strömungsrichtung (28) in Reihe mit der Trock
nereinheit (4) angeordneten Verdunster (5) aufweist,
wobei die Sorptionskammer (9) abströmseitig mit einem in
die Atmosphäre mündenden Desorptionskanal (24) verbind
bar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal als geschlos
sener Primärkühlkreis (2) ausgebildet ist, welchem über
eine absperrbare Frischluftleitung (25) bedarfsweise
Luft zuführbar ist, und die im Primärkühlkreis (2) er
zeugte Kälteleistung über einen Wärmetauscher (8, 8')
auf einen Zuluftstrom (7) übertragbar ist, welcher von
einem Kabinengebläse (17) in die Kabine (1) förderbar
ist.
2. Einrichtung nach Anspruch i,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (8) als
Luft/Wasser-Wärmeübertrager ausgebildet ist und in einem
Wasserkreislauf (18) zur Versorgung des Verdunsters (5)
angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Atmosphäre mün
dender Fortluftkanal (10) mit einem Fördergebläse (11)
vorgesehen ist, welcher einen weiteren Verdunster (15)
aufweist und stromab des Verdunsters (15) mit dem Pri
märkühlkreis (2) wärmeübertragend verbunden ist, vor
zugsweise über einen Kreuzstrom-Wärmetauscher (12).
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugseite (13) des
Fortluftkanals (10) innerhalb der Kabine (1) liegt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftstrom (7) über
eine Kabinenluftleitung (14) aus der Umgebung der Kabine
(1) ansaugbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kabinenluftleitung (14)
in Strömungsrichtung vor dem Wärmetauscher (8, 8') mit
einem weiteren Wärmeübertrager versehen ist, der zur
Kühlung der Zuluft (7) dient.
7. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Wärmeübertrager
andererseits von einem Fortluftstrom der Kabine beauf
schlagt und mit einem Verdunster ausgestattet ist, der
die Fortluft und somit indirekt die Zuluft kühlt.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verdunster (5) des Pri
märkühlkreises (2) in Kombination mit einem Wärmeüber
trager innerhalb der Kabine (1) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19729077A DE19729077A1 (de) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | Einrichtung zum Kühlen einer Kabine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19729077A DE19729077A1 (de) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | Einrichtung zum Kühlen einer Kabine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19729077A1 true DE19729077A1 (de) | 1999-01-14 |
Family
ID=7834972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19729077A Withdrawn DE19729077A1 (de) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | Einrichtung zum Kühlen einer Kabine |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19729077A1 (de) |
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1997
- 1997-07-08 DE DE19729077A patent/DE19729077A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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