DE19839994C1 - In einem kompakten Isolationsgehäuse angeordnete Eisspeicher-Baueinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eisspeicher-Baueinheit, insbesondere für eine Standklimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem Eisspeicherelement, das mehrere Profilkörper zur Bildung von Speicherräumen für ein im aufgetauten Zustand flüssiges Eisspeichermedium umfaßt, das in wärmeleitende Verbindung mit einem in zumindest einem Kältemittelrohr strömenden Kältemittel bringbar ist, welches Kältemittelrohr in einem Aufnahmeprofilabschnitt der Profilkörper angeordnet ist.

Der grundsätzliche Aufbau der in Rede stehenden Eisspeichereinheit ist bekannt. Ein Problem bei der tatsächlichen Realisierung einer derartigen Eisspeichereinheit besteht darin, daß der in der Praxis zur Verfügung stehende Einbauraum, insbesondere in der Fahrerkabine bzw. im Bereich derselben sehr begrenzt ist. Schwierig ist dabei insbesondere angesichts der beschränkten Platzverhältnisse, eine Eisspeicher-Baueinheit mit ausreichender Kühlleistung bereitzustellen und eine universelle Bauform zu ermitteln, die einen Einbau an unterschiedlichen Einbauräumen für unterschiedliche Kraftfahrzeuge gewährleistet.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine Eisspeicher- Baueinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei modulartigem Aufbau universell einsetzbar ist und trotz kompakten Aufbaus eine ausreichende Kühlleistung bereitstellt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach schafft die Erfindung mit anderen Worten eine Eisspeicher-Baueinheit kompakter Bauform, umschlossen von einem Isolationsgehäuse und mit einer Luftströmungsführung derart, daß gewährleistet ist, daß die Profilkörper des Eisspeicherelements optimal von Luft bestrichen werden.

Vorteilhafterweise sind die Profilkörper als Profilrohre gebildet und übereinander gestapelt angeordnet. Die Unterteilung des Innenraums des Isolationsgehäuses in die Gehäuseteile für eine optimale Einleitung und Ausleitung von Luft in die Strömungskanäle und aus diesen heraus ist vorteilhafterweise an den Stirnseiten der Profilrohre vorgesehen.

Die für den Transport der Luft durch die Strömungskanäle zwischen den Profilrohren und Gehäusewandungen vorgesehene Gebläse grenzen bevorzugt an die Stirnseiten der Profilrohre an.

Vorteilhafterweise sind die Eintrittsöffnungen am Gehäuseboden und die Austrittsöffnungen an der Gehäuseoberseite bzw. der Gehäusevorderseite angeordnet.

Um die erfindungsgemäße Eisspeicher-Baueinheit problemlos vor Ort montieren zu können, sind an der Rückseite des Isolationsgehäuses spezielle Aufnahmen für ihre Halterung vorgesehen. Diese Aufnahmen sind vorteilhafterweise als Nutstruktur im Profilkörper zur Aufnahme von T-Nutschrauben und dergleichen gebildet.

In kostengünstiger Weise ist das Isolationsgehäuse aus Polyurethanschaum gebildet. Kälte- Isolation und Wasserdichtigkeit werden von diesem Material im optimaler Weise erfüllt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der Fahrerkabine eines Lastwagens,

Fig. 2 eine erfindungsgemäß ausgebildete Eisspeicher-Baueinheit, teilweise geschnitten,

Fig. 3 eine Ansicht der Eisspeicher-Baueinheit von Fig. 2 von hinten,

Fig. 4 eine Explosionsansicht des Eisspeicherelements der Eisspeicher-Baueinheit von Fig. 2,

Fig. 5 eine Detailansicht der Eisspeicher-Baueinheit von Fig. 2,

Fig. 6 eine Detailansicht ähnlich derjenigen von Fig. 5, jedoch von der gegenüberliegenden Seite aus gesehen, und

Fig. 7 eine Ansicht des Halterungsaufbaus in der in Fig. 3 gezeigten Gehäuserückwand.

Im Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 ein Teil eines Lastwagens 1 dargestellt, bei welchem innerhalb einer Fahrerkabine 2 ein Fahrzeuginnenraum ausgebildet ist. Die Fahrerkabine 2 wird nach oben von einem Dach 3 und nach hinten von einer Rückwand 4 begrenzt. Innerhalb des hinteren Teils der Kabine ist eine horizontale Trennwand 5 vorgesehen, wie sie als Liegefläche zur Aufteilung von Schlafkojen in einem Lastwagen des Fernverkehrs üblich ist, bei dem der hintere Teil der Fahrerkabine als Schlafkabine 6 ausgebildet ist. In der Fahrerkabine 2 befindet sich außerdem ein Fahrersitz 7.

Der Lastwagen 1 ist mit einer Standklimaanlage versehen, die mit einer in Rede stehenden Eisspeicher-Baueinheit versehen ist. Aufgrund der Raumverhältnisse in der Fahrerkabine 2 des Lastwagens 1 kommen einige wenige ausgesuchte Einbauorte für die Eisspeicher- Baueinheit in Betracht, wobei diese entsprechend ihren Einbauorten mit verschiedenen Bezugsziffern versehen ist: Ein erster möglicher Einbauort für die Eisspeicher-Baueinheit befindet sich unter der Liege 8 der Schlafkabine 6. Die an diesem Einbauort vorgesehene Eisspeicher-Baueinheit ist allgemein mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet. Als weiterer Einbauort kommt die Außenseite der Rückwand 4 in Betracht; die an diesem Einbauort vorgesehene Eisspeicher-Baueinheit ist allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Als weiterer Einbauort kommt der freie Raum zwischen B- und C-Säule in Betracht; die an diesem Einbauort befindliche Eisspeicher-Baueinheit ist allgemein mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet. Ein weiterer Einbauort befindet sich unter den Sitzen, insbesondere unter dem Fahrersitz 7; die an diesem Einbauort vorgesehene Eisspeicher-Baueinheit ist allgemein mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet. Schließlich kommt als Einbauort für die Eisspeicher- Baueinheit der Hochdachbereich im Innenraum der Fahrerkabine 2 in Betracht; die an diesem Einbauort vorgesehene Eisspeicher-Baueinheit ist allgemein mit der Bezugsziffer 13 bezeichnet.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die möglichen Einbauorte für die Eisspeicher-Baueinheit räumlich begrenzt bzw. sehr stark begrenzt. Es ist deshalb erforderlich, die Eisspeicher- Baueinheit kompakt auszubilden, sowie in einer Gestalt, die es ermöglicht, die Eisspeicher- Baueinheit an jedem der vorstehend genannten Einbauorte zu installieren. Der Aufbau der Eisspeicher-Baueinheit, die universell für die genannten Einbauorte in Betracht kommt, muß außerdem so erfolgen, daß unter den gegebenen Umständen eine optimale Kälteisolation und eine optimale Luftführung zugunsten einer hohen Kühlleistung gewährleistet ist. Ein entsprechendes Modul bzw. eine entsprechende Eisspeicher- Baueinheit ist teilweise aufgeschnitten in Fig. 2 gezeigt. Diese Eisspeicher-Baueinheit ist stellvertretend für die vorstehend genannten Eisspeicher-Baueinheiten mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, umfaßt die Eisspeicher-Baueinheit 9 ein allseitig bis auf Luftein- und -austrittsöffnungen geschlossenes Isolationsgehäuse 14. In dem Isolationsgehäuse 14 sind bodenseitig durch Gitter verschlossene Eintrittsöffnungen 15, 16 vorgesehen, und zwar jeweils an den in Fig. 2 gezeigten linken und rechten Enden des Isolationsgehäuses 14. Im oberen Bereich des Isolationsgehäuses 14 sind drei ebenfalls mit Gitter versehene Austrittsöffnungen für kühle Luft vorgesehen, von denen in Fig. 2 die links außenliegende Austrittsöffnung 17 und die mittlere Austrittsöffnung 18 zu erkennen sind, während die rechts außenliegende Austrittsöffnung durch den gewählten Schnitt nicht zu erkennen ist.

Nahezu über die volle Breite des Isolationsgehäuses erstreckend befindet sich innerhalb von diesem ein relativ flaches Eisspeicherelement, das vier übereinander angeordnete und miteinander fest verbundene, bevorzugt verklipste Profilrohre 19, 20, 21 und 22 umfaßt. Im einzelnen ist das Eisspeicherelement 23 in Fig. 4 gezeigt. Beidseitig sind in die Profilrohre 19 bis 22 meanderförmig gebildete Kältemittelrohre 24 und 25 eingepreßt, mittels welchen Kältemittel dem Eisspeicherelement zugeführt wird, um einen Wärmetausch mit Kältespeicher-Medium, beispielsweise Wasser, im Innern der Profilrohre 19 bis 22 durchzuführen, wie an sich bekannt. In Fig. 2 am rechten und in Fig. 4 entsprechend am linken Ende der Profilrohre 19, 20 befindet sich jeweils ein Gebläse 26, 27 und dementsprechend befindet sich in Fig. 2 am linken Ende und in Fig. 4 am rechten Ende der Profilrohre 21 ein Gebläse 28 und 29, um Luft seitlich entlang den Profilrohren 19 bis 22 mit Hilfe von Trennwänden getrennt zu blasen, wie im folgenden erläutert. Die jeweils nicht mit Gebläse versehenen Enden der Profilrohre 19 bis 22 sind durch einen Deckel fest verschlossen, wie beispielsweise in Fig. 4 anhand des unteren Profilrohrs 19 gezeigt, wo der Deckel, der dort angeschweißt ist, mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet ist. Wie im übrigen aus Fig. 4 hervorgeht, ist das jeweilige Gebläse, beispielsweise das Gebläse 29 von außen in eine Verschlußschraube 31 eingesetzt, durch welche das jeweilige Profilrohr an dem Ende verschlossen ist, an welchem das zugehörige Gebläse angebaut ist.

Der Anbau der Gebläse 26, 27, 28, 29 an gegenüberliegenden Enden der Profilrohre 19, 20 und 21, 22 ist eine der Maßnahmen, die erfindungsgemäß ergriffen wird, um eine gleichmäßige Luftverteilung für die in die Fahrzeugkabine 2 ausströmende kalte Luft zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist das Eisspeicherelement 23 beidseits von Wandungen des Isolationsgehäuses 14 begrenzt. An der Ober- und der Unterseite ist das Eisspeicherelement bzw. sind die Profilrohre 19 bzw. 22 zum einen durch den Boden 32 und zum anderen durch eine Abdeckung 33 abgedeckt. Durch diese Maßnahmen ist das Eisspeicherelement 23 bis auf seine Stirnseiten unter Festlegung von Luftströmungskanälen zwischen den entsprechenden Wandteilen bzw. der Abdeckung und den Profilrohren 19 bis 22 eingeschlossen. Stirnseitig befinden sich an den Eisspeicherelementen Trennwände 34 und 35, deren Zweck darin besteht, die Luftströmung den Profilrohren 19 bis 22 gezielt zuzuführen. Im einzelnen befindet sich in Fig. 2 rechts zwischen dem Profilrohr 20 und dem Profilrohr 21 eine horizontale Trennwand 34. Der Zweck dieser Trennwand 34 besteht darin, den nach Einbau des Eisspeicherelements 23 im Isolationsgehäuse verbleibenden Luftströmungsraum in einen oberen Luftströmungsraum 36 und einen unteren Luftströmungsraum 37 zu unterteilen, wobei der obere Luftströmungsraum 36 im Bereich der zentralen Austrittsöffnung 18 zur rechten Seite des Isolationsgehäuses 14 verschlossen ist. Die auf der anderen Seite des Isolationsgehäuses vorgesehene vertikal verlaufende Trennwand 35 trennt einen außenliegenden Luftströmungsraum 38 von einem innenliegenden Luftströmungsraum 39, wobei in dem oberen Bereich des außenliegenden Luftströmungsraums 38 die Gebläse 28, 29 mit ihren Ansaugenden in entsprechende Durchbrüche eingesetzt sind. Demgegenüber befinden sich die Gebläse 26, 27 für die Profilrohre 19 und 20 im unteren Luftströmungsraum 37.

Durch diese Anordnung der Trennwände 34, 35 sowie der Gebläse 26, 27 und 28, 29 an gegenüberliegenden Enden der übereinander angeordneten Profilrohre 19, 20 bzw. 21, 22 wird eine gekreuzte Luftführung zwischen den Eintrittsöffnungen 15, 16 und den Austrittsöffnungen 17, 18 zugunsten einer gleichmäßigen Luftverteilung für die in die Fahrzeugkabine 2 ausströmenden kalten Luft erzeugt. Im einzelnen wird warme Kabinenluft von den Gebläsen 28, 29 über die Eintrittsöffnung 15 in den außenliegenden Luftströmungsraum 38 in die Strömungskanäle der oberen beiden Eisspeicherrohre 21, 22 geblasen und verläßt diese Strömungsräume in den oberen Luftströmungsraum 36, von wo aus die nunmehr abgekühlte Luft über den rechten Teil der zentralen Austrittsöffnung 18 und die in Fig. 2 nicht gezeigte rechte Austrittsöffnung in die Fahrerkabine 2 austritt.

Demgegenüber wird Kabinenluft mittels der Gebläse 26 und 27 über die Eintrittsöffnung 16 in die Strömungskanäle entlang den beiden unteren Profilrohren 19 und 20 angesaugt, woraufhin entsprechend gekühlte Luft in den innenliegenden Luftströmungsraum 39 austritt und über die linke Austrittsöffnung 17 und den rechten Teil der zentralen Austrittsöffnung 18 in die Fahrerkabine 2 austritt. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Luftverteilung für die ausströmende kühle Luft in der Fahrzeugkabine gewährleistet.

Die nicht gezeigten Ansauggitter beinhalten im Bereich der Eintrittsöffnungen 15 und 16 Luftfilter, um eine Verschmutzung der Anlage zu verhindern und zum anderen Rückschlagklappen, um Kälteverluste zu reduzieren.

Konstruktive Einzelheiten der oberen und unteren Luftströmungsräume 36 und 39 gehen aus Fig. 5 hervor, in welcher eine Kältemittelzuführung allgemein mit der Bezugsziffer 40 versehen ist, und welcher ein Expansionsventil allgemein mit Bezugsziffer 41 bezeichnet ist. Eine Schnittansicht der Darstellung von Fig. 5, jedoch von der anderen Seite aus gesehen, ist in Fig. 6 gezeigt.

In Fig. 3 ist das Isolationsgehäuse 14 in Rückansicht dargestellt. Das Profilrohr 19-22 ist als Strangpreßprofil hergestellt und weist auf der Rückseite Halterungsnuten 42 und 43 auf, in die sogenannte T-Nutenschrauben, Hammerkopfschrauben oder Stehbolzen mit aufgeschraubter und angepunkteter Vierkantmutter eingeschoben werden können (Fig. 7).

An durch das Isolationsgehäuse 14 stehenden Gewinde können daraufhin über Abstandsbuchsen aus Edelstahl oder Kunststoff, um Kältebrücken zu minimieren, Halter 49 festgeschraubt werden, wie in Fig. 7 gezeigt, die eine Schnittdarstellung der Gehäuserückwand im Bereich der Halter 49 zeigt, wobei sich an der Innenseite der Rückwand eines der Profilrohre, das Profilrohr 22 anschließt. In Fig. 7 ist eine Stiftschraube, die in einer Halterungsnut 42 bzw. 43 sitzt, mit der Bezugsziffer 44 bezeichnet. Eine selbstsichernde Mutter im Bereich des Kopfs der Stiftschraube 44 ist mit der Bezugsziffer 45 bezeichnet. Eine Unterlegscheibe, die mit dem Kopf der Stiftschraube 44 zusammenwirkt, ist mit der Bezugsziffer 46 bezeichnet und liegt auf dem Halter 49 auf. Eine Vierkantmutter ist mit der Bezugsziffer 47 bezeichnet. Die Stiftschraube 44 ist in die Vierkantmutter 47 eingeschraubt, welche drehsicher in der Halterungsnut 42 bzw. 43 des Profilrohrs 22 gehaltert ist. Die Stiftschraube 44 durchsetzt eine Abstandsbuchse 48 und ist in einer Bohrung der Gehäuserückwand eingesetzt. Zwischen der außenliegenden Stirnseite der Abstandsbuchse 48 und der innenliegenden Seite der Unterlegscheibe 46 ist ein Halter 49 eingespannt, dessen übrige Struktur in Fig. 7 nicht gezeigt ist und zur Befestigung des Isolationsgehäuses 14 am entsprechenden Karosserieteil des Lastwagens 1, gegebenenfalls innerhalb der Fahrerkabine 2 dient.

Bezugszeichenliste

1

Lastkraftwagen

2

Fahrerkabine

3

Dach

4

Rückwand

5

Trennwand

6

Schlafkabine

7

Fahrersitz

8

Liege

9

Eisspeicher-Baueinheit

10

Eisspeicher-Baueinheit

11

Eisspeicher-Baueinheit

12

Eisspeicher-Baueinheit

13

Eisspeicher-Baueinheit

14

Isolationsgehäuse

15

Eintrittsöffnung

16

Eintrittsöffnung

17

Austrittsöffnung

18

Austrittsöffnung

19

Profilrohr

20

Profilrohr

21

Profilrohr

22

Profilrohr

23

Eisspeicherelement

24

Kältemittelrohr

25

Kältemittelrohr

26

Gebläse

27

Gebläse

28

Gebläse

29

Gebläse

30

Deckel

31

Verschlußschraube

32

Boden

33

Abdeckung

34

Trennwand

35

Trennwand

36

Oberer Luftströmungsraum

37

Unterer Luftströmungsraum

38

Außenliegender Luftströmungsraum

39

Innenliegender Luftströmungsraum

40

Kältemittelzuführung

41

Expansionsventil

42

Halterungsnut

43

Halterungsnut

44

Stiftschraube

45

Mutter

46

Unterlegscheibe

47

Vierkantmutter

48

Abstandsschraube

49

Halter

Claims (7)

1. Eisspeicher-Baueinheit, insbesondere für eine Standklimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem Eisspeicherelement (23), das mehrere Profilkörper (19 bis 22) zur Bildung von Speicherräumen für ein im aufgetauten Zustand flüssiges Eisspeichermedium umfaßt, das in wärmeleitende Verbindung mit einem in zumindest einem Kältemittelrohr (24, 25) strömenden Kältemittel bringbar ist, welches Kältemittelrohr (24, 25) in einem Aufnahmeprofilabschnitt der Profilkörper (19 bis 22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkörper (19 bis 22) in einem Isolationsgehäuse (14) unter Festlegung von Luftströmungskanälen zwischen dem Außenprofil der Profilkörper (19 bis 22) und Wandungen des Isolationsgehäuses (14) angeordnet sind, daß die Luftkanäle in voneinander getrennte Gehäuseteile (36 bis 39) münden, die mit Luftein- und austrittsöffnungen versehen sind (15 bis 18), und daß Gebläse (26 bis 29) in den Gehäuseteilen derart angeordnet sind, daß Luft von der Eintrittsöffnung (15, 16) des jeweiligen Gehäuseteils durch einen Teil der Luftkanäle zur Austrittsöffnung (17, 18) dieses Gehäuseteils geführt ist.

2. Eisspeicher-Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilkörper als Profilrohre (19 bis 22) gebildet und übereinander gestapelt angeordnet sind, und daß die Unterteilung des Innenraums des Isolationsgehäuses (14) in die Gehäuseteile (36 bis 39) an den Stirnseiten der Profilrohre (19 bis 22) vorgesehen ist.

3. Eisspeicher-Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse (26 bis 29) an die Stirnseiten der Profilrohre (19 bis 22) angrenzen.

4. Eisspeicher-Baueinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (15, 16) am Gehäuseboden (32) und die Austrittsöffnungen (17, 18) an der Gehäuseoberseite bzw. der Gehäusevorderseite angeordnet sind.

5. Eisspeicher-Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite des Isolationsgehäuses (14) Aufnahmen für eine Halterung vorgesehen sind.

6. Eisspeicher-Baueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilrohre (19-22) eine Nutstruktur (42, 43) zur Aufnahme von T-Nutschrauben und dgl. umfassen.

7. Eisspeicher-Baueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsgehäuse (14) aus Polyurethanschaum gebildet ist.