DE19743823A1 - Heizungs- und Klimatisierungsvorrichtung mit getrennter Regelung für die rechte und linke Seite des Fahrgastraums eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Heizung und Klimatisierung des Fahrgastraums eines Fahrzeugs.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse, das einen vorderen Teil, dem Kaltluft zugeführt wird und der einen Heizradiator enthält, sowie einen hin­ teren Teil begrenzt, der durch eine Mittelwand in zwei Hälften, eine rechte und eine linke Hälfte, un­ terteilt ist, denen jeweils vom Heizradiator kommende Warmluft zugeleitet wird und die der Beheizung einer rechten Seite bzw. einer linken Seite des Fahr­ gastraums unter der Kontrolle von Regelungsmitteln zugeordnet sind.

Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt, die eine getrennte Regelung der Temperatur der Luftströme ermöglichen, die zur rechten Seite bzw. zur linken Seite des Fahrgastraums geleitet werden, wodurch ein besserer Temperaturkomfort für die Fahrzeuginsassen bereitgestellt werden kann. Die Luftströme, die aus der rechten bzw. der linken Hälfte des hinteren Teils des Gehäuses kommen, werden dann zu entsprechenden Austrittsdüsen geleitet, die in verschiedenen Berei­ chen des Fahrgastraums angeordnet sind. Diese Aus­ trittsdüsen umfassen üblicherweise Enteisungs- und Beschlagfreihaltungsdüsen für die Windschutzscheibe, am Armaturenbrett angeordnete Belüftungsdüsen sowie Düsen, die im unteren Bereich des Fahrgastraums ange­ ordnet und zum Fußraum der Fahrzeuginsassen gerichtet sind.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der Heizradiator ein Doppelradiator, das heißt ein Radia­ tor, der zwei Teile mit getrennter Temperaturregelung umfaßt, durch die zwei verschiedene Luftströme hin­ durchströmen können, die anschließend in die rechte und linke Hälfte des hinteren Teils des Gehäuses ein­ geleitet werden.

Der Doppelradiator ist üblicherweise ein Heißum­ laufradiator, der im allgemeinen von der Kühlflüssig­ keit des Motors durchströmt wird. Dabei sind zwei Ventile vorzusehen, wobei es sich üblicherweise um ein doppeltes Trennventil handelt, um den Durchsatz des heißen Wärmeträgermediums in den beiden Hälften des Radiators getrennt zu regeln und so die unabhän­ gige Regelung des zur rechten und linken Seite des Fahrgastraums geleiteten Luftstroms zu ermöglichen.

Diese bekannte Lösung erfordert daher die Verwendung von zwei Ventilen und von drei Stutzen für den Umlauf des heißen Wärmeträgermediums, und zwar zwei Einlaß­ stutzen, die jeweils mit einer der beiden Hälften des Radiators verbunden sind, und einen für beide Hälften des Radiators gemeinsamen Auslaßstutzen.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrun­ de, die Herstellung einer solchen Heizungs- und Kli­ matisierungsvorrichtung zu vereinfachen.

Dazu schlägt sie eine Heizungs- und Klimatisierungs­ vorrichtung der eingangs genannten Art vor, bei der der Radiator ein Rohrbündel umfaßt, das mit einer Endkammer verbunden ist, wobei das Rohrbündel quer im vorderen Teil des Gehäuses angeordnet ist und von ei­ nem heißen Wärmeträgermedium mit regelbarem Durchsatz durchströmt wird,
wobei der Radiator eine wärmere Seite, die an die Endkammer angrenzt und gegenüber einer ersten Hälfte des hinteren Teils des Gehäuses angeordnet ist, und eine weniger warme Seite umfaßt, die zur Endkammer entgegengesetzt und gegenüber einer zweiten Hälfte des hinteren Teils angeordnet ist,
und wobei ein Kaltluftkanal mit regelbarem Durchsatz den vorderen Teil mit der ersten Hälfte des hinteren Teils in Verbindung setzt,
so daß die erste Hälfte des hinteren Teils Warmluft erhält, die durch die wärmere Seite des Radiators ge­ strömt ist und in einem regelbaren Verhältnis mit aus dem vorderen Teil kommender Kaltluft vermischt wird, während die zweite Hälfte des hinteren Teils aus­ schließlich Warmluft erhält, die durch die weniger warme Seite des Radiators geströmt ist.

Dadurch läßt sich eine getrennte Regelung der Luft in der rechten und linken Hälfte des Gehäuses und somit auf der rechten und linken Seite des Fahrgastraums herbeiführen. Die erste Hälfte des hinteren Teils des Gehäuses erhält Warmluft mit regelbarer Temperatur, die in einem regelbaren Verhältnis mit Kaltluft ver­ mischt wird, während die zweite Hälfte des hinteren Teils ausschließlich Warmluft mit regelbarer Tempera­ tur erhält.

Die Erfindung ermöglicht die Verwendung eines einzi­ gen Radiators anstelle eines Doppelradiators.

Da es sich üblicherweise um einen Radiator mit Wärme­ trägerumlauf handelt, kann die Temperaturregelung des Radiators durch ein einziges Ventil anstelle eines doppelten Trennventils wie nach dem bisherigen Stand der Technik erfolgen.

Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße einfache Ra­ diator nur an zwei Stutzen für den Einlaß bzw. den Auslaß des heißen Wärmeträgermediums angeschlossen, anstelle der drei Stutzen, die nach dem bisherigen Stand der Technik verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Rohrbündel aus U-förmigen Rohren, die mit der Endkammer verbunden sind, so daß sich die wärmere Seite des Radiators nahe an der Endkammer befindet, während sich die weniger warme Seite des Radiators nahe an den U-förmigen Teilen der Rohre befindet.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist die End­ kammer gegenüber der ersten Hälfte des hinteren Teils des Gehäuses angeordnet.

Der Kaltluftkanal ist vorteilhafterweise zwischen der Endkammer und einer Seitenwand des Gehäuses begrenzt.

Der Luftdurchsatz im Kaltluftkanal wird vorteilhaf­ terweise durch eine Regelklappe kontrolliert.

Diese Regelklappe ist vorzugsweise in Form einer Schwenkklappe des Typs Fahnenklappe ausgeführt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Regelungsmittel einsetzbar, um den Durchsatz des hei­ ßen Wärmeträgermediums, das durch den Radiator strömt, und den Durchsatz der durch den Kaltluftkanal strömenden Kaltluft zu regeln.

Der vordere Teil des Gehäuses enthält vorzugsweise einen Klimatisierungsverdampfer, der vor dem Heizra­ diator angeordnet ist.

Dadurch läßt sich ein weiterer Temperaturbereich in der rechten und linken Hälfte des hinteren Teils des Gehäuses erzielen, wobei gleichzeitig ein größerer Temperaturunterschied zwischen diesen beiden Hälften ermöglicht wird.

In der nachstehenden, nur als Beispiel angeführten Beschreibung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt im einzelnen:

• - die einzige Figur eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Heizung und Klima­ tisierung des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs.

Die in der einzigen Figur dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Lüftersatz 10, der aus einer Turbine 12 besteht, die im Innern einer spiralförmigen Umhüllung 14 drehend angetrieben wird, um einen Luftstrom L1 einzublasen, der außerhalb des Fahrgastraums H des Kraftfahrzeugs und/oder im Innern dieses Fahrgast­ raums aufgenommen wird.

Die Umhüllung 14 ist an den Einlaß 16 eines Gehäuses 18 angeschlossen, das einen vorderen Teil 20 umfaßt, der einen Verdampfer 22 enthält, der zu einem Klima­ tisierungskreislauf gehört, sowie einen Heizradiator 24.

Der Luftstrom F1 durchströmt daher nacheinander den Verdampfer 22, in dem er abgekühlt wird (Luftstrom F2), und den Radiator 24, in dem er erwärmt wird. Das Gehäuse 18 umfaßt außerdem einen hinteren Teil 26, dem Luft zugeführt werden kann, die vom Heizradiator 24 kommt. Diese Luft wird anschließend zwischen den Düsen 28 zur Enteisung/Beschlagfreihaltung der Wind­ schutzscheibe des Fahrzeugs, Belüftungsdüsen 30, die am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sind, und unteren Austrittsdüsen 32 verteilt, die Luft in den unteren Bereich des Fahrgastraums einleiten können, das heißt zum Fußraum der Fahrzeuginsassen. Die vor­ erwähnten Düsen 28, 30 und 32 sind doppelt vorgesehen und der Heizung und/oder der Klimatisierung einer rechten Seite CD bzw. einer linken Seite CG des Fahr­ gastraums H zugeordnet.

Das Gehäuse 18 wird durch zwei Seitenwände 34 und 36 begrenzt, die sich in einer allgemein vertikalen Richtung erstrecken und auf der rechten Seite bzw. auf der linken Seite des Fahrgastraums H angeordnet sind, sowie durch eine obere und eine untere Wand (nicht dargestellt).

Der Verdampfer 22 ist quer im Gehäuse angeordnet, so daß er den Platz einnimmt, der zwischen den Seiten­ wänden 34 und 36 sowie der oberen und unteren Wand des Gehäuses begrenzt ist.

Das gleiche gilt für den Heizradiator 24. Dieser um­ faßt ein Rohrbündel 38, das aus einer Vielzahl von Haarnadel- oder U-förmigen Rohren 40 besteht die durch eine Vielzahl von Rippen 42 hindurchgehen. Je­ des der Rohre 40 umfaßt zwei zueinander parallele Stränge 44, die durch einen U-förmigen Teil 46 ver­ bunden sind und Enden 48 aufweisen, die an eine End­ kammer 50 angeschlossen sind.

Die Endkammer 50 ist mit zwei Stutzen 52 und 54 ver­ bunden, die als Einlaß bzw. als Auslaß eines durch die Rohre 40 strömenden Wärmeträgermediums dienen. Das Wärmeträgermedium besteht vorteilhafterweise aus der Flüssigkeit für die Kühlung des Fahrzeugmotors. Am Einlaßstutzen 52 ist ein Regelventil 56 ange­ bracht, um den Durchsatz des Wärmeträgermediums und demzufolge die ausgangsseitige Lufttemperatur des Ra­ diators regeln zu können.

Der hintere Teil 26 des Gehäuses 18 enthält eine Mit­ telwand 58, die sich in einer allgemein vertikalen Ebene erstreckt und die sich in halbem Abstand von den Seitenwänden 38 und 48 befindet, wobei sie die obere und untere Wand des Gehäuses 18 miteinander verbindet. Der hintere Teil 26 wird dadurch in zwei Hälften 60D und 60G unterteilt, die den Düsen auf der rechten Seite bzw. der linken Seite des Fahrgastraums zugeordnet sind.

Die Endkammer 50 befindet sich in der Nähe der Sei­ tenwand 34 des Gehäuses 18, das heißt gegenüber der Hälfte 60D des hinteren Teils 26 des Gehäuses. Die Endkammer 50 bildet daher im Zusammenwirken mit der Seitenwand 34 einen Kaltluftdurchgang 62, der den vorderen Teil 20, dem Kaltluft zugeführt wird, mit der rechten Hälfte 60D des hinteren Teils in Verbin­ dung setzt, dem Warmluft zugeführt wird, die durch den Radiator 24 geströmt ist. Der Kaltluftdurchsatz F3 durch den Kaltluftkanal 62 wird durch eine Regel­ klappe 64 gesteuert, die aus einer Fahnenklappe be­ steht, die schwenkbar um eine Achse 66 in der Nähe der Endkammer 50 gelagert ist. Ein Betätigungsorgan 68 ist mit dem Ventil 56 und mit einer Betätigung der Klappe 64 verbunden, um den Durchsatz des Wärmeträ­ germediums durch den Radiator 24 zu regeln und um au­ ßerdem die Position der Klappe 64 nach Maßgabe der Anweisungen des Benutzers einzustellen.

Der mit U-förmigen Rohren ausgeführte Radiator 24 um­ faßt eine wärmere Seite 70, die an der Endkammer 50 angrenzt und gegenüber der Hälfte 60D des hinteren Teils des Gehäuses angeordnet ist, und eine weniger warme Seite 72, die zur Endkammer 50 entgegengesetzt, das heißt in der Nähe der U-förmigen Teile 46 der Rohre, und gegenüber der Hälfte 60G des hinteren Teils angeordnet ist.

Die Hälfte 60D erhält daher einen Warmluftstrom F4 mit regelbarer Temperatur, der in einem regelbaren Verhältnis mit dem aus dem Kaltluftkanal 62 kommenden Kaltluftstrom F3 vermischt wird.

Die Hälfte 60G erhält ausschließlich einen Warmluft­ strom F5, der durch den Radiator geströmt ist. Die Temperatur des Luftstroms F4 liegt etwas über der Temperatur des Luftstroms F5, da diese beiden Luft­ ströme durch die Teile 70 bzw. 72 des Rohrbündels strömen, die unterschiedliche Temperaturen aufweisen.

Daraus folgt, daß jeder der beiden Hälften 60D und 60G getrennt ein Luftstrom mit regelbarer Temperatur zugeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Ver­ änderung der Temperatur auf der rechten Seite und auf der linken Seite von einer Mindesttemperatur, die in einer Größenordnung von 5°C beim Austritt aus dem Verdampfer liegen kann, bis zu einer Höchsttempera­ tur, die in einer Größenordnung von 65°C liegen kann. Dadurch läßt sich ein großer Temperaturbereich zwi­ schen der rechten und der linken Hälfte erzielen, wo­ bei dieser Temperaturunterschied deutlich über dem im allgemeinen geforderten Unterschied liegt, der übli­ cherweise eine Differenz von einigen °C erreicht.

Wie bereits erwähnt, weist die erfindungsgemäße Vor­ richtung eine vereinfachte Struktur auf, da sie einen einfachen Radiator anstelle eines Doppelradiators, ein einfaches Regelventil anstelle eines Doppelven­ tils und zwei Stutzen für den Umlauf des Wärmeträger­ mediums anstelle von drei Stutzen umfaßt, die an den Radiator angeschlossen sind.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorstehend als Beispiel beschriebenen Ausführungsformen be­ schränkt, sondern sie umfaßt auch andere Varianten.

So dürfte verständlich sein, daß der Kaltluftkanal auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden kann, ebenso wie die Mittel, die dazu dienen, den Kaltluft­ durchsatz durch diesen Kaltluftkanal zu regeln.

Darüber hinaus könnte in Betracht gezogen werden, den Verdampfer wegfallen zu lassen, wenngleich in diesem Fall der Temperaturbereich, der sich in jeder der rechten und linken Hälften erzielen läßt, deutlich begrenzter ausfallen würde.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Heizung und Klimatisierung des Fahrgastraums eines Fahrzeugs, umfassend ein Gehäuse (18), das einen vorderen Teil (20), dem Kaltluft zu­ geführt wird und der einen Heizradiator (24) enthält, sowie einen hinteren Teil (26) begrenzt, der durch eine Mittelwand (58) in zwei Hälften, eine rechte und eine linke Hälfte (60D, 60G), unterteilt ist, denen jeweils vom Heizradiator kommende Warmluft zugeleitet wird und die der Beheizung einer rechten Seite bzw. einer linken Seite des Fahrgastraums (H) unter der Kontrolle von Regelungsmitteln zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Heizradiator (24) ein Bündel (38) von Rohren (40) um­ faßt, das mit einer Endkammer (50) verbunden ist, wo­ bei das Rohrbündel quer im vorderen Teil (20) des Ge­ häuses (18) angeordnet ist und von einem heißen Wärmeträgermedium mit regelbarem Durchsatz durch­ strömt wird,
daß der Radiator (24) eine wärmere Seite (70), die an die Endkammer (50) angrenzt und gegenüber einer er­ sten Hälfte (60D) des hinteren Teils (26) des Gehäu­ ses angeordnet ist, und eine weniger warme Seite (72) umfaßt, die zur Endkammer entgegengesetzt (50) und gegenüber einer zweiten Hälfte (60G) des hinteren Teils angeordnet ist,
und daß ein Kaltluftkanal (62) mit regelbarem Durch­ satz den vorderen Teil (20) mit der ersten Hälfte (60D) des hinteren Teils in Verbindung setzt, so daß die erste Hälfte (60D) des hinteren Teils (26) Warmluft (F4) erhält, die durch die wärmere Seite (70) des Radiators (24) geströmt ist und in einem re­ gelbaren Verhältnis mit aus dem vorderen Teil (20) kommender Kaltluft (F3) vermischt wird, während die zweite Hälfte (60G) des hinteren Teils ausschließlich Warmluft (F5) erhält, die durch die weniger warme Seite (62) des Radiators (24) geströmt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rohrbündel (38) aus U-förmigen Rohren (40) besteht, die mit der Endkammer (50) verbunden sind, so daß sich die wärmere Seite (70) des Radiators (24) in der Nähe der Endkammer (50) befindet, während sich die weniger warme Seite (72) in der Nähe der U-förmigen Teile (46) der Rohre (40) befindet.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die End­ kammer (50) gegenüber der ersten Hälfte (60D) des hinteren Teils (26) des Gehäuses angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kaltluftkanal (62) zwischen der Endkammer (50) und einer Seitenwand (34) des Gehäuses begrenzt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Luftdurchsatz (F3) im Kaltluftkanal (62) durch eine Regelklappe (64) kontrolliert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regelklappe (64) eine Schwenkklappe in der Ausführung als Fahnenklappe ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Re­ gelungsmittel (56, 64) einsetzbar sind, um den Durch­ satz des heißen Wärmeträgermediums, das durch den Ra­ diator (24) strömt, und den Durchsatz der durch den Kaltluftkanal (62) strömenden Kaltluft (F3) zu re­ geln.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der vor­ dere Teil (20) des Gehäuses (18) einen Klimati­ sierungsverdampfer (22) enthält, der sich vor dem Heizradiator (24) befindet.