Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrgastzellen von
Fahrzeugen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Gattung.The invention relates to an air conditioning system for passenger compartments
Vehicles in the preamble of claim 1
specified genus.
Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art (DE 198 04 182 A1),
die vorzugsweise in Klein- und Kleinstwagen eingesetzt wird,
sind im Luftleitstutzen eine zentrale Frisch- oder
Außenluftöffnung und etwa rechtwinklig zu dieser eine obere
und untere Umluftöffnung vorgesehen. Das Luftsteuerglied weist
zwei einflügelige Schwenkklappen auf, die jeweils einer
Umluftöffnung zugeordnet und so ausgebildet sind, daß sie in
ihren Schwenkendpositionen wechselweise jeweils einen
Gebläseeinlaß gegenüber der Umluftöffnung abschließen und
gegenüber der gemeinsamen Frischluftöffnung freigeben und
umgekehrt. Auf diese Weise will man im sog. Bi-Level-Betrieb,
in dem der obere Strömungsweg mit Frischluft und der untere
Strömungsweg mit Umluft versorgt wird und die Luftmischklappe
im Luftverteilerraum in einer die maximale Mischung der beiden
Luftströme ermöglichenden Stellung steht, eine
Temperaturdifferenz zwischen der im Kopf- und im Fußbereich
der Fahrgastzelle ausströmenden Luft erreichen, da die bereits
gegenüber der Frischluft eine höhere Temperatur aufweisende
Umluft durch den gemeinsamen Wärmetauscher auf ein höheres
Temperaturniveau aufgeheizt wird.In a known air conditioning system of this type (DE 198 04 182 A1),
which is preferably used in small and very small cars,
are a central fresh air or
Outside air opening and an upper one approximately at right angles to this
and lower air circulation opening provided. The air control member points
two single-leaf swing flaps, one each
Recirculated air opening assigned and are designed so that they in
their swivel end positions alternately one
Close the fan inlet opposite the air circulation opening and
open towards the common fresh air opening and
vice versa. In this way, in the so-called bi-level operation,
in which the upper flow path with fresh air and the lower one
The flow path is supplied with circulating air and the air mixing flap
in the air distribution room in one the maximum mix of the two
Position allowing air flows, a
Temperature difference between that in the head and foot area
of the air flowing out of the passenger compartment, since the air is already there
a higher temperature than the fresh air
Circulating air through the common heat exchanger to a higher one
Temperature level is heated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Klimaanlage der eingangs genannten Art zur Reduzierung der
Fertigungskosten das Luftsteuerglied konstruktiv zu
vereinfachen.
The invention has for its object in a
Air conditioning of the type mentioned to reduce the
Manufacturing costs to construct the air control member
simplify.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.The object of the invention is through the features of
Claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage hat den Vorteil, daß nur eine
einzige Schwenkklappe und entsprechend nur ein Antriebsmotor
für diese erforderlich ist. Damit kann einerseits das
Bauvolumen der Klimaanlage weiter reduziert als auch der
Fertigungsaufwand mit den damit verbundenen Fertigungskosten
gesenkt werden, was beides der bevorzugten Anwendung in
Kleinkompaktwagen der unteren Preisklasse entgegenkommt. Durch
die Möglichkeit der Beaufschlagung beider Luftwege entweder
nur mit Umluft oder nur mit Frischluft wird im ersten Fall der
Energiebedarf zur Einstellung einer gewünschten Temperatur in
der Fahrgastzelle, insbesondere im Kühlbetrieb, gesenkt und im
zweiten Fall eine größere Luftmenge an den Defrosterdüsen für
das Beschlagfreihalten der Frontscheibe zur Verfügung gestellt
und durch das Verwenden von trockener Frischluft die
Beschlagfreihaltung verbessert.The air conditioning system according to the invention has the advantage that only one
only swivel flap and accordingly only one drive motor
is required for this. On the one hand, this can
Construction volume of the air conditioning system further reduced as well
Manufacturing expenses with the associated manufacturing costs
be lowered, both of which are the preferred application in
Small compact car in the lower price range accommodates. By
the possibility of loading both airways either
only with circulating air or only with fresh air in the first case
Energy required to set a desired temperature in
the passenger compartment, especially in cooling mode, lowered and in
second case a larger amount of air at the defroster nozzles for
keeping the front window free of fog
and by using dry fresh air
Improved anti-fogging.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Klimaanlage mit zweckmäßigen Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren
Ansprüchen.Advantageous embodiments of the invention
Air conditioning with functional designs and
Further developments of the invention result from the others
Claims.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei
zeigt die Zeichnung einen Längsschnitt eines Klimakastens
einer Klimaanlage, schematisch dargestellt.The invention is based on one shown in the drawing
Embodiment described in more detail below. there
the drawing shows a longitudinal section of a climate box
an air conditioning system, shown schematically.
In dem in der Zeichnung im Längsschnitt schematisch
skizzierten Klimakasten 10 einer Klimaanlage sind zwei
voneinander getrennte Luftströmungswege 11, 12 ausgebildet, in
denen jeweils ein Luftstrom über einen Verdampfer 13 und einen
Wärmetauscher 14 zu einer Luftverteilkammer 15 geführt ist.
Hierzu sind der Verdampfer 13 und der Wärmetauscher 14 in
Luftströmungsrichtung hintereinander in ein Gehäuse 16
eingesetzt, in dem in Luftströmungsrichtung hinter dem
Wärmetauscher 14 die Luftverteilerkammer 15 mit drei
Luftauslässen 17-19 ausgebildet ist. Dabei ist der
Luftauslaß 17 zum Anschluß einer unterhalb der Frontscheibe
der Fahrgastzelle sich erstreckenden Defrosterdüse, der
Luftauslaß 18 zum Anschluß von Mittel- und Seitendüsen in der
Mittelebene der Fahrgastzelle und der Luftauslaß 19 zum
Anschluß von Fußraumdüsen im Fußraum der Fahrgastzelle
vorgesehen. Jedem Luftauslaß 17-19 ist eine Absperrklappe 20
zugeordnet, mittels welcher der entsprechende Luftauslaß 17-19
gesperrt und ganz oder teilweise freigegeben werden kann.
Die Luftverteilkammer 15 ist durch eine Trennwand 21 in einen
oberen Kammerteil 151, von dem der Luftauslaß 12 abgeht, und
in einen unteren Kammerteil 152 unterteilt, von dem die
Luftauslässe 18 und 19 abgehen. Die beiden Kammerteile 151 und
152 stehen über eine Öffnung 22 in der Trennwand 21
miteinander in Verbindung. Der Öffnung 22 ist eine
Luftmischklappe 23 zugeordnet, die in ihrer einen
Schwenkendstellung die Öffnung 22 verschließt und damit die
beiden Kammerteile 151 und 152 voneinander separiert und in
ihrer anderen Endstellung die Öffnung 22 vollständig freigibt
und in dem unteren Kammerteil 152 die beiden Luftauslässe 18
und 19 absperrt. Die Luftmischklappe 23 wird mittels eines
hier nicht dargestellten elektromotrischen Antriebs gesteuert
und kann neben ihren beiden Schwenkendpositionen, die in der
Zeichnung strichliniert dargestellt sind, jede beliebige
Schwenklage einnehmen.In the air conditioning box 10 of an air conditioning system, schematically sketched in longitudinal section in the drawing, two separate air flow paths 11 , 12 are formed, in each of which an air flow is guided via an evaporator 13 and a heat exchanger 14 to an air distribution chamber 15 . For this purpose, the evaporator 13 and the heat exchanger 14 are inserted one behind the other in the air flow direction in a housing 16 in which the air distribution chamber 15 with three air outlets 17-19 is formed behind the heat exchanger 14 in the air flow direction. The air outlet 17 is provided for connecting a defroster nozzle extending below the windshield of the passenger compartment, the air outlet 18 for connecting center and side nozzles in the central plane of the passenger compartment and the air outlet 19 for connecting footwell nozzles in the footwell of the passenger compartment. A shut-off valve 20 is assigned to each air outlet 17-19 , by means of which the corresponding air outlet 17-19 can be blocked and fully or partially released. The air distribution chamber 15 is divided by a partition 21 into an upper chamber part 151 , from which the air outlet 12 extends, and into a lower chamber part 152 , from which the air outlets 18 and 19 depart. The two chamber parts 151 and 152 are connected to one another via an opening 22 in the partition wall 21 . The opening 22 is assigned an air mixing flap 23 which closes the opening 22 in its one pivoting end position and thus separates the two chamber parts 151 and 152 from one another and completely opens the opening 22 in its other end position and the two air outlets 18 and 19 in the lower chamber part 152 cordoned off. The air mixing flap 23 is controlled by means of an electromotive drive (not shown here) and, in addition to its two pivot end positions, which are shown in broken lines in the drawing, can assume any pivot position.
Auf die Stirnseite des Gehäuses 16 ist ein zweiflutiges
Gebläse 24 mit seinen beiden Gebläseauslässen 25, 26
aufgesetzt. Von den Gebläseauslässen 25, 26 führt eine mittige
Trennwand 27 zu dem Verdampfer 13, und zwischen Verdampfer 13
und Wärmetauscher 14 ist eine mittige Trennwand 28 angeordnet,
so daß die insgesamt drei Trennwände 21,27 und 28 im Gehäuse
16 die beiden Luftströmungswege 11, 12 definieren. In bekannter
Weise ist der Verdampfer 13 in einem Kältemittelkreislauf
integriert und der Wärmetauscher 14 von dem Kühlwasser der
Brennkraftmaschine des Fahrzeugs durchströmt.
Das Gebläse 24 ist in einem auf das Gehäuse 16 des
Klimakastens 10 stirnseitig aufgesetzten Gebläsegehäuse 29
integriert, in dem neben den beiden Gebläseauslässen 25, 26
zwei Gebläseeinlässe 30,31 ausgebildet sind. Ein im
Gebläsegehäuse 29 eingesetzter Elektromotor 32 treibt zwei auf
seiner Abtriebswelle 33 drehfest sitzende Gebläseräder 34, 35
an, von denen jeweils eines in zwei voneinander separierten
Gehäuseteilen 291, 292 des Gebläsegehäuses 29 angeordnet ist
und Luft über den jeweiligen Gebläseeinlaß 30 bzw. 31 ansaugt
und über den jeweiligen Gebläseauslaß 25 bzw. 26 in den
zugeordneten Luftströmungsweg 11 bzw. 12 im Klimakasten 10
drückt. Dem Gebläsegehäuse 29 ist ein Luftleitstutzen 36
vorgeordnet, der vorzugsweise einstückig mit dem
Gebläsegehäuse 29 ausgebildet ist.A two-flow fan 24 with its two fan outlets 25 , 26 is placed on the end face of the housing 16 . A central partition wall 27 leads from the fan outlets 25 , 26 to the evaporator 13 , and a central partition wall 28 is arranged between the evaporator 13 and the heat exchanger 14 , so that the three partition walls 21 , 27 and 28 in the housing 16 cover the two air flow paths 11 , 12 define. In a known manner, the evaporator 13 is integrated in a refrigerant circuit and the cooling water of the internal combustion engine of the vehicle flows through the heat exchanger 14 . The blower 24 is integrated in a blower housing 29 placed on the end of the housing 16 of the air conditioning box 10 , in which two blower inlets 30 , 31 are formed in addition to the two blower outlets 25 , 26 . An electric motor 32 inserted in the blower housing 29 drives two blower wheels 34 , 35 which are non-rotatably seated on its output shaft 33 , one of which is each arranged in two separate housing parts 291 , 292 of the blower housing 29 and sucks in air via the respective blower inlet 30 and 31, respectively presses into the associated air flow path 11 or 12 in the air conditioning box 10 via the respective fan outlet 25 or 26 . The blower housing 29 is preceded by an air guide socket 36 , which is preferably formed in one piece with the blower housing 29 .
Der Luftleitstutzen 36 weist eine mit der Fahrzeugumgebung in
Verbindung stehende Frischluftöffnung 37 und eine mit dem
Innenraum der Fahrgastzelle in Verbindung stehende
Umluftöffnung 38 auf, die im Luftleitstutzen 36 nebeneinander
angeordnet sind. Zum wahlweisen Anlegen der Gebläseeinlässe
30,31 an Frisch- und Umluftöffnung 37, 38 ist ein
Luftsteuerglied 39 in Form einer einflügeligen Schwenkklappe
40 vorgesehen, deren Schwenkachse 41 an der Gehäusewand
zwischen Frischluftöffnung 37 und Umluftöffnung 38 festgelegt
ist. Die Schwenkklappe 40 ist dabei so bemessen, daß sie beide
Gebläseeinlässe 30,31 in ihrer ersten Schwenkendposition (in
der Zeichnung mit I bezeichnet) an die Frischluftöffnung 37
anschließt (und die Umluftöffnung 38 vollständig absperrt), in
ihrer anderen Schwenkendposition (in der Zeichnung mit 11
bezeichnet) an die Umluftöffnung 38 anschließt (und die
Frischluftöffnung 37 vollständig absperrt) und in einer
Mittelposition (in der Zeichnung mit III bezeichnet) den
oberen Gebläseeinlaß 30 mit der Frischluftöffnung 37 und den
unteren Gebläseeinlaß 31 mit der Umluftöffnung 38 verbindet.
Zwischen diesen drei Schwenkpositionen I-III kann die
Schwenkklappe 40 jede beliebige Schwenklage einnehmen. Wie
hier nicht weiter dargestellt ist, ist die Schwenkklappe 40
ebenfalls motorisch betätigt. Durch die dreistufig schwenkbare
Schwenkklappe 40, die in diese drei Schwenkstufen diskret oder
kontinuierlich überführbar ist, werden die beiden
Luftströmungswege 11, 12 im Klimakasten 10, die in Einbaulage
des Klimakastens 10 übereinanderliegen durch das zweiflutige
Gebläse 24 in der Schwenkposition I ausschließlich mit
Frischluft, in der Schwenkposition 11 nur mit Umluft und in
der Schwenkposition III getrennt mit Frisch- und Umluft
versorgt, wobei der obere Luftströmungsweg 11 Frischluft und
der untere Luftströmungsweg 12 Umluft erhält. In
Schwenkposition I der Schwenkklappe 40 wird vorzugsweise die
Luftmischklappe 23 im Luftverteilerraum 15 so gestellt, daß
die Öffnung 22 in der Trennwand 21 freigegeben ist und somit
der Luftauslaß 17 zur Defrosterdüse mit beiden
Luftströmungswegen 11, 12 verbunden ist und die beiden
Luftauslässe 18, 19 abgesperrt sind. Dadurch wird der
Defrosterdüse eine sehr große Luftmenge von trockener
Frischluft zugeführt, so daß eine sehr gute
Beschlagfreihaltung der Frontscheibe gewährleistet ist. In der
Schwenkposition 11 der Schwenkklappe 40 wird vorzugsweise die
Luftmischklappe 23 so geschwenkt, daß sie die Öffnung 22
zwischen den beiden Kammerteilen 151 und 152 verschließt.
Dadurch ist der Luftauslaß 17 für die Defrosterdüsen an den
mit Frischluft beaufschlagten oberen Luftströmungsweg 11
angeschlossen, während die beiden Luftauslässe 18, 19 für die
Mittel- und Fußraumdüsen an dem mit Umluft beaufschlagten
unteren Luftströmungsweg 12 liegen. Da die Frischluft im
oberen Luftströmungsweg 11 und die Umluft im unteren
Luftströmungsweg 12 den gleichen Wärmetauscher 14 durchströmt,
bei dem noch zusätzlich der Einlauf des Kühlwassers unten und
der Auslauf des Kühlwassers oben angeordnet ist, und die
Umluft bereits eine höhere Temperatur als die Frischluft
aufweist, wird eine höhere Aufheizung der über die
Luftauslässe 18, 19 ausströmenden Luft gegenüber der zur
Defrosterdüse gelangenden Luft erreicht. Hierdurch wird neben
der guten Belüftung der Frontscheibe durch die aufgewärmte
trockene Frischluft eine Energieeinsparung durch die Beheizung
der Fahrgastzelle mit Umluft erreicht. Diese Energieeinsparung
wird auch im Kühlbetrieb erzielt, da die Umluft weniger stark
gekühlt werden muß als die aus der Fahrzeugumgebung angesaugte
Frischluft.The air guide socket 36 has a fresh air opening 37 which is connected to the vehicle surroundings and a recirculated air opening 38 which is connected to the interior of the passenger compartment and which are arranged next to one another in the air guide socket 36 . An air control member 39 in the form of a single-leaf swivel flap 40 is provided for optionally placing the blower inlets 30 , 31 on the fresh and recirculated air opening 37 , 38 , the swivel axis 41 of which is fixed on the housing wall between the fresh air opening 37 and the recirculated air opening 38 . The swivel flap 40 is dimensioned so that it connects both fan inlets 30 , 31 in their first swivel end position (designated I in the drawing) to the fresh air opening 37 (and completely blocks the recirculation opening 38 ), in their other swivel end position (in the drawing with 11) connects to the circulating air opening 38 (and completely blocks off the fresh air opening 37 ) and in a middle position (designated III in the drawing) connects the upper blower inlet 30 to the fresh air opening 37 and the lower blower inlet 31 to the circulating air opening 38 . Between these three pivot positions I-III, the pivot flap 40 can assume any pivot position. As is not shown here, the swivel flap 40 is also actuated by a motor. Due to the three-stage swivel flap 40 , which can be converted discretely or continuously into these three swivel stages, the two air flow paths 11 , 12 in the air-conditioning box 10 , which are superimposed in the installation position of the air-conditioning box 10 by the double-flow fan 24 in the swivel position I only with fresh air, in the swivel position 11 is only supplied with recirculated air and in the swivel position III separately with fresh air and recirculated air, the upper air flow path 11 receiving fresh air and the lower air flow path 12 being supplied with recirculated air. In the swivel position I of the swivel flap 40 , the air mixing flap 23 in the air distribution space 15 is preferably set such that the opening 22 in the partition 21 is opened and thus the air outlet 17 to the defroster nozzle is connected to both air flow paths 11 , 12 and the two air outlets 18 , 19 are shut off are. As a result, a very large amount of dry fresh air is supplied to the defroster nozzle, so that the windshield is kept free of fogging. In the pivoting position 11 of the pivoting flap 40 , the air mixing flap 23 is preferably pivoted so that it closes the opening 22 between the two chamber parts 151 and 152 . Characterized the air outlet 17 is connected to the defroster nozzles applied to the upper air flow path with fresh air 11, while the two air outlets 18, 19 are for the central and foot space nozzles on the impinged with circulating air flow path lower 12th Since the fresh air in the upper air flow path 11 and the circulating air in the lower air flow path 12 flow through the same heat exchanger 14 , in which the inlet of the cooling water is additionally arranged at the bottom and the outlet of the cooling water at the top, and the circulating air already has a higher temperature than the fresh air, a higher heating of the air flowing out via the air outlets 18 , 19 is achieved compared to the air reaching the defroster nozzle. In addition to the good ventilation of the windscreen by the heated, dry fresh air, energy savings are achieved by heating the passenger compartment with circulating air. This energy saving is also achieved in cooling operation, since the circulating air has to be cooled less than the fresh air drawn in from the vehicle surroundings.