DE19740291A1

DE19740291A1 - Kompaktsystem für Heizung und Motorkühlung

Info

Publication number: DE19740291A1
Application number: DE19740291A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Roehe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-09-13
Publication date: 1998-04-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Motorkühlung, Innenraumheizung und Innenraum belüftung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, mit mindestens einem Motorkühler, mindestens einem Heizungswärmetauscher und wenigstens einem Ge bläse mit wenigstens einem Antriebsmotor mit wenigstens einer Antriebswelle.

Es ist bekannt, die Funktion der Motorkühlung durch eine Kühler-Lüfter-Kombination im Vor derwagen und die Funktion der Heizung durch eine Heizungswärmetauscher-Gebläse-Kom bination in einem Heizungskasten unter der Armaturentafel zu realisieren.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß viele einzelne Komponenten benötigt werden, die platzraubend angeordnet sein müssen, und daß für die Motorkühlung und Heizung jeweils mindestens ein Wärmetauscher erforderlich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfü gung zu stellen, bei der die Funktion der Motorkühlung und der Innenraumbelüftung- sowie heizung in einer Einheit integriert sind, wobei nur ein Wärmetauscher die Aufgabe zur Hei zung übernimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der obengenannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß auf der Antriebswelle des Gebläses ein erstes und wenigstens ein zweites Radialgebläse aufgeflanscht sind, wobei Motorkühler und Heizungswärmetauscher eine ein zige Wärmetauschervorrichtung bilden, die zylindrisch und konzentrisch zum ersten Ra dialgebläse ausgebildet ist, wird eine Integration von Heizung und Motorkühlung in einer kompakten, platzsparenden Einheit erreicht, wobei Belüftung und Heizung des Innenraumes unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Zur einfachen und gezielten Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das erste Radialgebläse mit der Wärmetauschervorrichtung von einem ersten Kammersystem und das zweite Radialgebläse von einem zweiten Kammersystem umschlossen, wobei das erste Kammersystem folgendes umfaßt:

- eine vom ersten Radialgebläse axial beabstandete erste Mischkammer mit einer Frischlufteinlaßöffnung und einer innenraumseitigen Umlufteinlaßöffnung und
- eine mit der ersten Mischkammer verbundene und vom ersten Radialgebläse mit Wärmetauscher axialsymmetrisch umgebene erste Ansaugkammer mit einer innen raumseitigen Warmluftauslaßöffnung und einer motorraumseitigen Abluftauslaßöff nung

und wobei das zweite Kammersystem folgendes umfaßt:

- eine vom zweiten Radialgebläse axial beabstandete zweite Mischkammer mit einer Frischlufteinlaßöffnung und einer innenraumseitigen Umlufteinlaßöffnung und
- eine mit der zweiten Mischkammer verbundene und vom zweiten Radialgebläse axialsymmetrisch umgebene zweite Ansaugkammer mit einer innenraumseitigen Mischluftauslaßöffnung und einer motorraumseitigen Mischluftauslaßöffnung.

Das Vorsehen von entsprechenden Verteilerblenden in den jeweiligen Öffnungen erlaubt ei ne individuelle Einstellung der Frischluft- und Warmluftströme.

In vorteilhafter Weise ist der Antriebsmotor ein Elektromotor.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzug ten Ausführungsform der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt einen Querschnitt durch eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

An einem Elektromotor 10 sind beidseitig Antriebswellen 12 angeordnet, auf denen einer seits ein erstes Radialgebläse 14 und andererseits ein zweites Radialgebläse 16 angeflan scht sind. Ein zylindrischer Wärmetauscher 18 ist konzentrisch zum ersten Radialgebläse 14 vorgesehen. Dieser Wärmetauscher 18 wirkt gleichzeitig als Motorkühler und als Wärme spender zur Beheizung des Innenraumes 54.

Wärmetauscher 18 und erstes Radialgebläse 14 sind von einem ersten Kammersystem 20 umgeben. Dieses umfaßt eine erste Mischkammer 24 mit einer Frischluftöffnung 29 und ei ner innenraumseitigen Umlufteinlaßöffnung 31. Die erste Mischkammer 24 ist mit einer er sten Ansaugkammer 32 verbunden, die innenraumseitig eine Warmluftauslaßöffnung 36 und motorraumseitig eine Abluftauslaßöffnung 38 aufweist.

Dieser Teil des Gebläses mit dem ersten Kammersystem 20 übernimmt die Funktion der In nenraumheizung und Motorkühlung: Die an den Öffnungen 29, 31 eintretende Luft wird in der Kammer 24 gemischt. Diese Mischluft durchströmt den Wärmetauscher 18 radial nach außen und tritt als Warmluft 46 in den Innenraum 54 und als Abluft 50 in den Motorraum 52 jeweils an den Öffnungen 36, 38 aus, je nach der Stellung von Warmluftblenden in diesen Öffnungen 36, 38. Dabei dient die aus der Öffnung 36 austretende Luft der Erwärmung des Innenraums 54 bzw. der Fahrgastzelle. Die aus der Öffnung 38 austretende Luft führt die nicht für Heizzwecke benötigte überschüssige Abwärme an die Umgebung ab. Aus diesem Grund wird die Vorrichtung in vorteilhafter Weise zwischen Fahrgastzelle 54 und Außenbe reich angeordnet.

Eine von einem Fahrzeuginsassen einstellbare Warmluft-Verteilerblende verschließt die Öff nungen 36, 38 ganz oder teilweise, wobei die gesamte geöffnete Fläche der Öffnungen 36, 38 konstant bleibt. Auf diese Weise kann die austretende Luft ganz oder teilweise in den Fahrgastraum oder in die Umgebungsluft gelenkt werden. Der Vorteil dieser Einrichtung be steht darin, daß sichergestellt ist, daß stets Wärmeleistung vom Motorkühlwasser an die Luft abgegeben wird und so die Motorkühlung unabhängig von der Stellung einer Verteilerklappe sichergestellt ist.

Im Sommerbetrieb wird dementsprechend die Öffnung 38 geöffnet und die Öffnung 36 ge schlossen sein, während im Winterbetrieb überwiegend die Öffnung 36 geöffnet und die Öff nung 38 geschlossen sein wird.

Bei geringer motorischer Abwärme im Kühlwasser kann die Beheizung durch Rückführung eines Umluftstromes 48 aus der Fahrgastzelle 54 in die Vorrichtung verbessert werden. Die Umluft 48 tritt über die Öffnung 31 in die erste Mischkammer 24 ein und wird dort mit der über die Öffnung 29 eintretenden Frischluft 42 vermischt. Das Mischungsverhältnis wird durch die Stellung einer stetig verstellbaren Frischluft-Umluft-Eintrittsverteilerblende be stimmt. Die Mischluft wird wie beschrieben im Wärmetauscher 18 erwärmt.

Ein zweites Kammersystem 22 umschließt das zweite Radialgebläse 16. Das zweite Kam mersystem 22 umfaßt eine zweite Mischkammer 26 mit einer Frischlufteinlaßöffnung 28 und einer Umlufteinlaßöffnung 30. Die zweite Mischkammer 26 ist mit einer Ansaugkammer 34 verbunden. Diese weist eine innenraumseitige Mischluftauslaßöffnung 40 und eine motor raumseitige Mischluftauslaßöffnung 41 auf.

Dieses zweite Kammersystem 22 übernimmt die Funktion der Belüftung des Innenraumes bzw. der Fahrgastzelle 54: Die Frischluft 42 und/oder die Umluft 48 treten über eine am zylindrischen Umfang stetig verstellbare Frischluft/Umluft-Verteilerblende durch die Öffnungen 28 und/oder 30 in die zweite Mischkammer 26 ein, wobei durch die Blendenstellung das Verhältnis von Frischluftanteil 42 zu Umluftanteil 48 bei etwa gleichbleibendem Gesamtluft strom festgelegt ist.

Durch den Unterdruck des Radialgebläses 16 wird die Luft aus der zweiten Mischkammer 26 angesaugt und in radialer Richtung am Außenumfang des Gebläses abgeblasen.

Die Luftaustrittsöffnungen 40, 41 können über die Mischluftverteilerblende sowohl im Som mer- als auch im Winterbetrieb unabhängig vom Heizzustand und von der Warmluft-Vertei lerblende stetig geöffnet oder geschlossen werden, wobei die Gesamtöffnungsfläche kon stant bleibt. Dabei wird der Mischluftstrom alternativ in den Fahrgastraum 54 oder in den Motorraum 52 geleitet.

Bezugszeichenliste

10 Antriebsmotor
12 Antriebswelle
14 erstes Radialgebläse
16 zweites Radialgebläse
18 Wärmetauschervorrichtung
20 erstes Kammersystem
22 zweites Kammersystem
24 erste Mischkammer
26 zweite Mischkammer
28, 29 Frischlufteinlaßöffnung
30, 31 Umlufteinlaßöffnung
32 erste Ansaugkammer
34 zweite Ansaugkammer
36 Warmluftauslaßöffnung
38 Abluftauslaßöffnung
40, 41 Mischluftauslaßöffnung
42 Frischluft
44 Mischluft
46 Warmluft
48 Umluft
50 Abluft
52 Motorraum
54 Innenraum

Claims

1. Vorrichtung zur Motorkühlung, Innenraumheizung und Innenraumbelüftung, insbe sondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, mit mindestens einem Motorkühler, mindestens einem Heizungswärmetauscher und wenigstens einem Ge bläse (14, 16) mit wenigstens einem Antriebsmotor (10) mit wenigstens einer An triebswelle (12), dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (12) des Gebläses ein erstes und wenigstens ein zweites Ra dialgebläse (14, 16) aufgeflanscht sind, wobei Motorkühler und Heizungswärmetau scher eine einzige Wärmetauschervorrichtung (18) bilden, die zylindrisch und kon zentrisch zum ersten Radialgebläse (14) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Radialgebläse (14) mit der Wärmetauschervorrichtung (18) von einem er sten Kammersystem (20) und das zweite Radialgebläse (16) von einem zweiten Kammersystem (22) umschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kammersystem (20) folgendes umfaßt,
eine vom ersten Radialgebläse (14) axial beabstandete erste Mischkammer (24) mit einer Frischlufteinlaßöffnung (29) und einer innenraumseitigen Umlufteinlaßöffnung (31), und
eine mit der ersten Mischkammer (24) verbundene und vom ersten Radialgebläse (14) mit Wärmetauscher (18) axialsymmetrisch umgebene erste Ansaugkammer (32) mit einer innenraumseitigen Warmluftauslaßöffnung (36) und einer motorraum seitigen Abluftauslaßöffnung (38).

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kammersystem (22) folgendes umfaßt;
eine vom zweiten Radialgebläse (16) axial beabstandete zweite Mischkammer (26) mit einer Frischlufteinlaßöffnung (28) und einer innenraumseitigen Umlufteinlaßöff nung (30), und
eine mit der zweiten Mischkammer (26) verbundene und vom zweiten Radialgebläse (16) axialsymmetrisch umgebene zweite Ansaugkammer (34) mit einer innenraum seitigen Mischluftauslaßöffnung (40) und einer motorraumseitigen Mischluftaus laß-Öffnung (41).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (28, 29, 30, 31, 36, 38, 40, 41) jeweils mit entsprechenden Verteilerblen den ausgestattet sind.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (10) ein Elektromotor ist.