DE19814581A1 - Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Klimaanlage für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem im Motorraum anzuordnenden Kältemodul, das einen aus Verdichter, Kondensator, Drosselorgan und Verdampfer bestehenden Kältemittelkreislauf umfaßt und mit wenigstens zwei Wärmetauschern zur Temperierung der einem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luft, wobei die Wärmetauscher wahlweise mit einem Wärmeträgermedium eines Kühlkreislaufes oder dem eines Heizkreislaufes beaufschlagbar sind, wobei im Kühlkreislauf das Wärmeträgermedium im Wärmetausch mit dem Verdampfer abkühlbar und im Heizkreislauf im Wärmetausch mit dem Motor aufheizbar ist. Um eine verbesserte Klimaanlage bereitzustellen, die insbesondere einen erhöhten Komfort für die Fahrzeuginsassen bietet, wird vorgeschlagen, daß die Wärmetauscher (14, 16, 18, 20, 22, 28, 30) im Innenraumbereich (24) verteilt angeordnet sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 196 29 114 ist eine gattungsgemäße Klimaanlage bekannt, bei
der im Motorraum des Kraftfahrzeugs ein Kältemodul angeordnet ist, das
einen Kältemittelkreislauf umfaßt der aus einem Verdichter, einem Konden
sator, einem Drosselorgan und einem Verdampfer besteht. Im Fahrzeugin
nenraum sind zwei Wärmetauscher zur Temperierung der dem Fahrzeugin
nenraum zuführbaren Luft vorgesehen, wobei die Wärmetauscher wahlweise
mit einem Wärmeträgermedium eines Kühlkreislaufes oder dem eines Heiz
kreislaufes beaufschlagbar sind. Im Kühlkreislauf wird das Wärmeträgerme
dium im Wärmetausch mit dem Verdampfer des Kältemoduls abgekühlt und
im Heizkreislauf im Wärmetausch mit dem Motor des Fahrzeugs aufgeheizt.
Auf diese Weise kann entweder die im Motor erzeugte Wärme oder die in
dem Verdampfer erzeugte Kälte auf die Wärmetauscher zur Klimatisierung
der Fahrzeuginnenraumluft verwendet werden. Das Wärmeträgermedium
muß dann im Kühl- und Heizkreislauf das gleiche sein, beispielsweise ein
Wasser/Glykolgemisch.
Diese bekannte Klimaanlage hat den Vorteil, daß der Kältemittelkreislauf
ausschließlich im Motorraum angeordnet ist, so daß auch gefährliche Käl
temittel eingesetzt werden können. Die zur Temperierung des Fahrzeuginnen
raums vorgesehenen Wärmetauscher sind in bekannter Weise in der Instru
mententafel angeordnet. An die Wärmetauscher schließt sich ein Luftvertei
lungsraum an, von dem die temperierte Luft zu entsprechenden Ausströ
mern, beispielsweise Defrosterdüse, Mittel- und Seitendüse sowie den Fuß
raumdüsen verteilt wird. Gegebenenfalls wird die temperierte Luft über grö
ßere Strecken über Luftführungskanäle geleitet, beispielsweise von der In
strumententafel zum Fondraum.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung,
eine verbesserte Klimaanlage bereitzustellen, die insbesondere einen erhöh
ten Komfort für die Fahrzeuginsassen bietet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gattungsgemäße Klimaanlage mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß sind die Wärmetauscher im Fahrzeuginnenraumbereich
nicht, oder nicht nur, in der Instrumententafel sondern im Innenraum verteilt
angeordnet. Durch diese Dezentralisierung ergeben sich eine Reihe von
Vorteilen. Beispielsweise können einzelne Teilbereiche, wie Fahrer- und
Beifahrerseite und/oder linker und rechter Fondraum, verbessert klimatisiert
werden, da die Wärmetauscher unmittelbar in den jeweiligen Teil des Innen
raums angeordnet werden können. In einfacher Weise ist dann die jeweilige
Temperatur eines Teilbereichs einstellbar, indem beispielsweise der Durch
fluß des Wärmeträgermediums durch den diesem Teilbereich zugeordneten
Wärmetauscher über eine Steuereinheit regelbar ist. Jeder Wärmetauscher
kann sowohl eine Heiz- als auch eine Kühlfunktion ausüben, indem er ent
weder mit dem Heiz- oder dem Kühlkreislauf über die Steuereinheit verbind
bar ist.
Insgesamt wird mit der Erfindung eine neuartige Klimaanlage bereitgestellt,
mit der eine dezentrale Temperierung der Luft möglich ist, die noch den
weiteren Vorteil enthält, daß die einzelnen Wärmetauscher identisch aus
gebildet sein können und die gleiche Bauform haben können. Als weiterer
Vorteil ergibt sich noch, daß sämtliche Scheiben des Fahrzeugs, also auch
die Seitenscheiben, mit Luft beaufschlagbar sein können. Weiter vorteilhaft
ist, daß im Fahrzeug-Innenraum lediglich Leitungen geführt werden, die ein
gefahrloses Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser oder eine Was
ser/Glykolmischung führen.
Bevorzugt ist jedem Wärmetauscher ein Gebläse zugeordnet, wobei auch
mehrere Wärmetauscher, beispielsweise die einer linken oder rechten Fahr
zeugseite, demselben Gebläse zugeordnet sein können. In dieser Ausge
staltung der Erfindung lassen sich Gebläse mit kleinerer Leistung als Geblä
se von bekannten Klimaanlagen, die zentral in der Instrumententafel ange
ordnet sind, einsetzen, da die Druckabfälle in der erfindungsgemäßen Kli
maanlage erheblich niedriger sind. Dadurch ist der durch das Gebläse und
die Luftströmung verursachte Geräuschpegel reduziert. Weiter erlaubt der
Einsatz mehrerer Gebläse, beispielsweise für die linke oder rechte Seite,
oder für den Front- und Fondraum, eine einfache individuelle Regelung der
durch die einzelnen Gebläse in die einzelnen Teilbereiche geförderten Luft
mengen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind jedem der Innen
raumteilbereiche wenigstens zwei Wärmetauscher vorgesehen, wobei ein
erster der beiden im Bodenbereich, vorzugsweise in einem Längsholm und
der andere in etwa auf Höhe der Instrumententafel in einer Tür oder einer
Seitenwand angeordnet ist. Zwar ist aus der DE 41 23 949 die Anordnung
von Wärmetauschern in einem Fahrzeuglängsholm bekannt, jedoch ist nach
diesem Dokument die gesamte Klimaanlage in dem Fahrzeugholm angeord
net. Eine dezentrale Anordnung der einzelnen Wärmetauscher ist nicht vor
gesehen.
Zur Verbesserung des Komforts und insbesondere zur verbesserten Abküh
lung des z. B. durch Sonneneinstrahlung aufgeheizten Innenraumes können
weitere Wärmetauscher im Dachbereich oder auch in der Hutablage ange
ordnet sein.
Zur Aufnahme der Klimaanlagenkomponenten und zur Luftführung zwischen
einem Gebläse und dem ihm zugeordneten Wärmetauschern, bzw. von den
Wärmetauschern zum Fahrzeuginnenraum, können Luftkanäle und Aufnah
men in dem in heutigen Fahrzeugen bereits vorgesehenen Material für den
Seitenaufprallschutz vorgesehen sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die
Wärmeträgermedienzufuhr einen zentralen Leitungsstrang, der den Kühl-
und den Heizkreislauf enthält. Von dem Kühlkreislauf und dem Heizkreislauf
zweigen jeweils eine Zulauf- und eine Rücklaufleitung zu einer jeden der
Steuereinheiten ab. Die Wärmeträgermedienzufuhr ist damit nach Art einer
Datenbusleitung, wie sie aus der Elektronik bekannt ist, ausgebildet. Zu
sammen mit den jedem Wärmetauscher zugeordneten Steuereinheiten ist
damit eine sehr einfache Ansteuerung der einzelnen Wärmetauscher ge
schaffen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein mit einer erfindungsgemäßen Klimaanlage ausgerü
stetes Fahrzeug;
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild, des im Fahrzeugin
nenraum angeordneten Teils der erfindungsgemäßen
Klimaanlage aus Fig. 1.
Eine erfindungsgemäße Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug 10 weist ein in
einem Motorraum 11 angeordnetes Kältemodul 12 auf, wie dies aus der DE 196 29 114
bekannt ist, auf die hiermit ausdrücklich verwiesen wird und de
ren Offenbarungsgehalt in die vorliegende Beschreibung mitaufgenommen
ist. Das Kältemodul 12, das in Fig. 2 nur schematisch dargestellt ist, enthält -
in nicht näher dargestellter Weise - einen Kältemittelkreislauf, der aus ei
nem Verdichter, einem Kondensator, einem Drosselorgan und einem Ver
dampfer besteht.
Weiter enthält die erfindungsgemäße Klimaanlage mehrere Wärmetauscher
14, 16, 18, 20, 22, die im Fahrzeuginnenraumbereich 24, der über eine
Spritzwand 26 von dem Motorraum 11 getrennt ist, verteilt angeordnet sind.
Zwei Wärmetauscher 28 und 30 sind - in aus der DE 196 29 114 bekannter
Weise - in einer Instrumententafel 32, in Kombination mit einem Gebläse 34
und einer Luftverteilerkammer 36 vorgesehen, zur Temperierung der aus in
der Instrumententafel 32 vorgesehenen Ausströmern 34, 36, 38, 40 austre
tenden Luft.
Die anderen Wärmetauscher sind bevorzugt je einem Fahrzeuginnenraum
teilbereich, nämlich dem Fahrerbereich, Beifahrerbereich und Fondbereich
links und Fondbereich rechts zugeordnet, wobei jedem Teilbereich ein Wär
metauscher 14, 18 im Bodenbereich in einem Fahrzeuglängsholm, bevor
zugterweise in einem Türschweller und ein Wärmetauscher 16, 20, in etwa
auf Höhe der Instrumententafel in einer Tür, beispielsweise der Fahrertür
oder einer Seitenwand, beispielsweise Fondseite links oder rechts, ange
ordnet ist. In den Figuren der Zeichnung sind jeweils nur die Wärmetauscher
für den Fahrerbereich und den linken Fondbereich gezeigt.
Die Wärmetauscher 14 bis 22 für jeweils eine Fahrzeugseite sind über Luft
führungskanäle 42, 44, 46, 48 mit einem Gebläse 50 verbunden, das in der
A-Säule angeordnet ist. Die Luftführungskanäle 42 bis 48 können in dem für
einen Seitenaufprallschutz vorhandenen Material als Hohlräume ausgebildet
sein. Für jede Fahrzeugseite ist der wenigstens eine weitere Wärmetauscher
22 beispielsweise in einem Dachholm vorgesehen, wobei das diesem Wär
metauscher 22 zugeordnete Gebläse 52 in der C-Säule oder im Heckbereich
angeordnet ist.
Jedem Wärmetauscher 14 bis 22 und 28, 30 ist eine Steuereinheit 54, 56,
58, 60 zugeordnet, wobei die Steuereinheit 54 die dem Fahrerbereich zuge
ordneten Wärmetauscher 14 und 16 gleichzeitig ansteuert, wie auch die der
linken Fondseite zugeordnete Steuereinheit 56 die Wärmetauscher 18 und
20 ansteuert.
Im folgenden wird anhand des schematischen Blockschaltbildes aus Fig. 2
die Versorgung der einzelnen Wärmetauscher mit einem Wärmeträgermedi
um beschrieben, wobei die Beschreibung sich lediglich auf die Versorgung
der Wärmetauscher der linken Fahrzeugseite, wie sie in Fig. 1 dargestellt
sind, bezieht. Es versteht sich, daß in analoger Weise auf der rechten Fahr
zeugseite Wärmetauscher vorgesehen sind, die in gleicher Weise verschal
tet sind. Jede Steuereinheit 54 bis 60 ist über eine Kühlzulauf- und Kühlrück
laufleitung 62 und 64 mit einem Kühlkreislauf 66 und über Heizzulauf- und
Heizrücklaufleitungen 72 und 74 mit einem Heizkreislauf 76 verbunden. Je
nach Temperaturanforderung wird der entsprechende Wärmetauscher 14 bis
22 entweder mit dem Wärmeträgermedium des Kühlkreislaufes 66 zur Ab
kühlung der Fahrzeuginnenraumluft oder mit dem Wärmeträgermedium des
Heizkreislaufes 76 zur Aufheizung der Fahrzeuginnenraumluft beaufschlagt.
Wie in der DE 196 29 114 beschrieben, wird das Wärmeträgermedium des
Kühlkreislaufes 66 durch Wärmetausch in dem Verdampfer des Kältemoduls
abgekühlt und das Wärmeträgermedium des Heizkreislaufes 76 durch Wär
metausch in einem Motor 78 des Kraftfahrzeuges 10 aufgeheizt. Der Kühl
kreislauf 66 und der Heizkreislauf 76 sind bevorzugt zu einem aus vier Lei
tungen bestehenden zentralen Leitungsstrang 80 zusammengefasst.
Die Luftzufuhr zu jedem Gebläse 34, 50, 52 kann über eine Umschaltklappe
82 derart geregelt sein, daß entweder Frischluft F von außen oder Umluft U
aus dem Fahrzeuginnenraum 24 von dem jeweiligen Gebläse gefördert wird.
Die aus den Wärmetauschern austretende Luft ist in Fig. 1 jeweils mit längs
geteilten Pfeilen 84 gekennzeichnet, wodurch zum Ausdruck gebracht wer
den soll, daß je nach Schaltung der zugehörigen Steuereinheit entweder
abgekühlte oder erwärmte Luft aus dem jeweiligen Wärmetauscher austritt.
Claims (7)
1. Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
mit einem im Motorraum anzuordnenden Kältemodul, das einen
aus Verdichter, Kondensator, Drosselorgan und Verdampfer be
stehenden Kältemittelkreislauf umfasst und
mit wenigstens zwei Wärmetauschern zur Temperierung der ei nem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luft, wobei die Wärmetau scher wahlweise mit einem Wärmeträgermedium eines Kühlkreis laufes oder dem eines Heizkreislaufes beaufschlagbar sind, wobei im Kühlkreislauf das Wärmeträgermedium im Wärmetausch mit dem Verdampfer abkühlbar und im Heizkreislauf im Wärmetausch mit dem Motor aufheizbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (14, 16, 18, 20, 22, 28, 30) im Innenraumbereich (24) verteilt angeordnet sind.
mit wenigstens zwei Wärmetauschern zur Temperierung der ei nem Fahrzeuginnenraum zuführbaren Luft, wobei die Wärmetau scher wahlweise mit einem Wärmeträgermedium eines Kühlkreis laufes oder dem eines Heizkreislaufes beaufschlagbar sind, wobei im Kühlkreislauf das Wärmeträgermedium im Wärmetausch mit dem Verdampfer abkühlbar und im Heizkreislauf im Wärmetausch mit dem Motor aufheizbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (14, 16, 18, 20, 22, 28, 30) im Innenraumbereich (24) verteilt angeordnet sind.
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem
Wärmetauscher (14, 16, 18, 20, 22, 28, 30) eine Steuereinheit (54,
56, 58, 60) zugeordnet ist.
3. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem Wärmetauscher (14, 16, 18, 20, 22, 28,
30) ein Gebläse (50, 52, 34) zugeordnet ist.
4. Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für
den Fahrer- und Beifahrerbereich und für den linken und rechten
Fondbereich je wenigstens ein Wärmetauscher (14, 16 und 18, 20)
jeweils im Seitenbereich des Fahrzeugs vorgesehen ist.
5. Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für
jeden der Innenraumteilbereiche wenigstens zwei Wärmetauscher (14
und 16 bzw. 18 und 20) vorgesehen sind, wobei ein erster der beiden
im Bodenbereich, vorzugsweise in einem Längsholm des Fahrzeugs
und der andere in etwa auf Höhe der Instrumententafel in einer Tür
oder einer Seitenwand angeordnet ist.
6. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß weitere Wärmetauscher (22) im Dachbereich
angeordnet sind.
7. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmeträgermedienzufuhr zu den Wärme
tauschern einen zentralen Leitungsstrang (80) umfasst, der den Kühl
kreislauf (66) und den Heizkreislauf (76) enthält und wobei jeweils
von dem Kühlkreislauf (66) und dem Heizkreislauf (67) eine Zulauf
(62 bzw. 72) und eine Rücklaufleitung (6 4 bzw. 74) zu einer jeden
Steuereinheit (54, 56, 58, 60) abzweigen.
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