DE202015009786U1

DE202015009786U1 - Verbesserte Klimaanlage

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Publication number: DE202015009786U1
Application number: DE202015009786.3U
Authority: DE
Original assignee: Dometic Sweden AB
Current assignee: Dometic Sweden AB
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2025-03-07
Also published as: AU2017100215A4; AU2016101949A4; EP3113965A1; CN106470856A; WO2015131235A1; EP3113965A4; AU2015226832B2; AU2016101949B4; AU2015226832A1

Abstract

Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Dach, wobei die Klimaanlage mindestens eine Klimatisierungseinheit aufweist, welche umfasst
mindestens ein Zentrifugallüfterrad,
mindestens eine Rücklufteintrittsöffnung,
mindestens eine Auslassöffnung,
mindestens eine Wärmetauschspule, die operativ mit einem Kompressionskältesystem verbunden ist,
eine erste Kammer, die durch die mindestens eine Wärmetauschspule, welche im Wesentlichen das mindestens eine Zentrifugallüfterrad umgibt, gebildet wird, wobei das mindestens eine Zentrifugallüfterrad so betrieben werden kann, dass es Raumluft über die Rücklufteintrittsöffnung ansaugt und die Raumluft in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene tangential ausstößt,
eine zweite Kammer, welche eine Verteilerkammer für die Strömung von klimatisierter Luft bildet, wobei die besagte Verteilerkammer einen Strömungspfad für klimatisierte Luft aufweist, um den Strom von Raumluft durch die mindestens eine Wärmetauschspule und durch mindestens eine Auslassöffnung nach außen zu leiten, wobei die mindestens eine Auslassöffnung so konfiguriert ist, dass sie den Luftströmungspfad in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene an dem Dach entlang leitet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Klimaanlagen und insbesondere auf Klimaanlagen, die sich in einem kompakten, schlanken Gehäuse befinden, das für die Verwendung in einem begrenzten Raum geeignet ist.
HINTERGRUND
Klimaanlagen werden häufig eingesetzt, um die Umgebung für die Insassen angenehmer zu gestalten. Dies ist besonders relevant, wenn es sich um unsere Optionen auf engem Raum handelt, wie z.B. bei einem Wohnwagen, Wohnmobil oder einem anderen Freizeitfahrzeug. Der hier verwendete Begriff „Freizeitfahrzeuge“ bezieht sich auf Wohnmobile, Wohnwagen und andere ähnliche Fahrzeuge. Jedes dieser Fahrzeuge verfügt über relativ enge Räume, in denen sich die Insassen aufhalten können, und aufgrund der Art ihrer Nutzung werden solche Fahrzeuge oft mit mehreren Personen, wie z.B. Paaren oder Familien, benutzt.
Diese Freizeitfahrzeuge werden für einen bestimmten Zweck gebaut, so dass das Gewicht des Fahrzeugs auf ein Minimum beschränkt werden muss, damit das Fahren oder Ziehen nicht zu einem zu großen Einfluss auf die Gesamteffizienz des Fahrzeugs selbst führt.
Herkömmliche Freizeitfahrzeuge haben Klimaanlagen, die in irgendeiner Weise in das Fahrzeug eingebaut sind. Die Klimaanlage kann zum Beispiel im Boden oder im Dach eingebaut werden und die Luft um den Innenraum der Fahrzeuge herum leiten, so dass die klimatisierte Luft dann einem bestimmten Bereich für die Insassen zugeführt wird.
Herkömmliche Klimaanlagen in Freizeitfahrzeugen sind im Allgemeinen nicht so leistungsfähig wie die in statischen Wohnhäusern verwendeten, da das Gewicht und die Gesamtgröße der Klimaanlage im Freizeitfahrzeug so gering wie möglich gehalten werden müssen. Wenn eine Klimaanlage über einen einfachen konventionellen Auslass verfügt, d.h. mit einem kurzen Weg zwischen der Kühlkammer und dem Auslass, ergibt sich eine sehr kleine Zone unmittelbar neben dem Auslass, dem die klimatisierte Luft zugeführt wird. Wenn beispielsweise eine Klimaanlage auf Kühlung eingestellt ist, ist die Kühlzone um den Auslass herum relativ klein und die Effizienz der Kühlung, d.h. wie groß die Kühlzone ist, ist proportional zur Leistung der Klimaanlage, und so verringert sich der Effekt in Bezug auf den Abstand vom Auslass.
Ein solches konventionelles System kann zwar unter milden Bedingungen, wenn die Witterungsschwankungen gering sind, angemessen sein, doch gerade in den heißen Sommermonaten können solche konventionellen Klimaanlagen den Innenraum des Wohnmobils nicht kühlen und sind daher unzureichend.
Andere waren diesem Mangel durch den Einsatz eines Leitungssystems begegnet, um die Insassen gezielter mit klimatisierter Luft zu versorgen.
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Klimaanlage 1 beispielsweise eine Reihe von Kanälen 2a und 2b, welche die klimatisierte Luft an verschiedene vordefinierte Auslässe im Fahrzeuginnenraum verteilen. Die Länge und Größe der Kanäle kann bis zu einem gewissen Grad je nach Installation variiert werden, jedoch müssen die Kanäle eine Mindestgröße haben, um sicherzustellen, dass sie in der Lage sind, ein geeignetes Luftvolumen an einen bestimmten Auslass zu liefern, damit die klimatisierte Luft eine gewisse Wirkung auf die Insassen ausüben kann.
Das Problem bei solchen Systemen ist, dass die Kanäle im Hinblick auf die Fläche, auf der sie installiert werden, recht groß sein müssen, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Wände eines Freizeitfahrzeugs im Vergleich zu einer Hauswand relativ dünn sind. Dies begrenzt dann die Größe der Kanäle, die innerhalb des Wand- oder Dachraums des Wohnmobils platziert werden können, und führt in vielen Fällen dazu, dass unterdimensionierte Kanäle verwendet werden, die den Luftstrom und die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage reduzieren.
Um die Verwendung der derzeit in vielen Installationen verwendeten Kanäle zu kompensieren, haben einige Hersteller den Dachraum im Wohnmobil vergrößert, was jedoch entweder zu einer leichten Absenkung der Innendecke führt, was ästhetisch nicht angenehm ist, oder alternativ dazu zu einer Erhöhung der äußeren Dachhöhe, welche die Gesamthöhe des Freizeitfahrzeugs darstellt. Auch dies ist nicht wünschenswert, da die Gesamthöhe des Freizeitfahrzeugs so niedrig wie möglich gehalten werden muss, um sicherzustellen, dass es bestimmte Standarts erfüllen kann.
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Klimaanlage zur Verwendung in einem Freizeitfahrzeug, die eine bessere Verteilung der Luft ohne die Notwendigkeit einer Kanalisierung ermöglicht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile und Mängel des Standes der Technik zu überwinden oder zumindest wesentlich zu verbessern.
Weitere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen zur Veranschaulichung und als Beispiel eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart wird
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Dach, wobei die Klimaanlage mindestens eine Klimatisierungseinheit aufweist, welche umfasst
mindestens ein Zentrifugallüfterrad,
mindestens eine Rücklufteintrittsöffnung,
mindestens eine Auslassöffnung,
mindestens eine Wärmetauschspule, die operativ mit einem Kompressionskältesystem verbunden ist,
eine erste Kammer, die durch die mindestens eine Wärmetauschspule, welche im Wesentlichen das mindestens eine Zentrifugallüfterrad umgibt, gebildet wird, wobei das mindestens eine Zentrifugallüfterrad so betrieben werden kann, dass es Raumluft über die Rücklufteintrittsöffnung ansaugt und die Raumluft in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene tangential ausstößt,
eine zweite Kammer, welche eine Verteilerkammer für die Strömung von klimatisierter Luft bildet, wobei die besagte Verteilerkammer einen Strömungspfad für klimatisierte Luft aufweist, um den Strom von Raumluft durch die mindestens eine Wärmetauschspule und durch mindestens eine Auslassöffnung nach außen zu leiten, wobei die mindestens eine Auslassöffnung so konfiguriert ist, dass sie den Luftströmungspfad in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene an dem Dach entlang leitet.
Vorzugsweise ist das Gebläse direkt über der Rückluftöffnung angeordnet.
Vorzugsweise ist das Gebläse ein Zentrifugallüfterrad.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Auslassöffnung so konfiguriert, dass der Luftströmungsweg durch mindestens eine Klappe in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene an dem Dach entlang geleitet wird.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Klappe schwenkbar.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Klappe zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung schwenkbar.
Vorzugsweise ist mindestens eine Leitschaufel in der ersten Kammer neben dem mindestens einen Zentrifugallüfterrad angeordnet.
Vorzugsweise lenkt die zweite Kammer den Luftstromweg von der ersten Kammer nach unten und zu der mindestens einen Rücklufteintrittsöffnung um und leitet den Luftstromweg dann über Luftstromführungen nach außen und von der mindestens einen Rücklufteintrittsöffnung weg um.
Figurenliste
Als Beispiel wird im Folgenden eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, wobei:

1 ein Beispiel für eine Klimaanlage nach dem Stand der Technik ist,
2 eine perspektivische Ansicht einer nach der vorliegenden Erfindung konstruierten Klimaanlage ist,
3 eine horizontale Querschnittsansicht der Figur einer nach der vorliegenden Erfindung konstruierten Klimaanlage ist,
4 ein seitliche Querschnittsansicht der vorliegenden Erfindung ist,
5 eine Explosionsansicht der unteren Verteilerkammeranordnung ist,
6 eine Draufsicht auf die vorliegende Erfindung ist, welche die Rücklufteintrittsöffnung und die Luftaustrittsöffnungen zeigt,
7 eine Querschnittsansicht von 6 entlang A-A ist;
8 die Querschnittsansicht von 6 entlang B-B ist, welche den Weg der in die Rücklufteintrittsöffnung eintretenden Luft zeigt,
9 eine Querschnittsansicht der vorliegenden Erfindung ist, welche die Luftwege durch das Innere der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezugnehmend auf 2 befindet sich die Dachklimaanlage 5 dieser Erfindung auf einem Dach 7 eines Fahrzeugs (nicht abgebildet), das ein Wohnwagen, Wohnmobil, Anhänger oder ähnliches sein kann. Der hier verwendete Fahrzeugbegriff soll alle derartigen motorisierten und nicht motorisierten Fahrzeuge umfassen.
Die Klimaanlage 5 hat eine Außenabdeckung 10 mit den Öffnungen 12 und 13, die den Ein- und Austritt von Außenluft in den Wärmeaustauschbereich der Klimaanlage ermöglichen.
3 zeigt eine Ansicht der Klimaanlage 5, wobei ein Teil der Außenabdeckung 10 entfernt wurde, die das Gebläse 15 zeigt, welches Außenluft in den Wärmeaustauschbereich saugt und diese dann durch die Öffnungen 13 nach außen drückt. Der Kompressor 18 kann von jedem kommerziell akzeptablen Typ sein und ist vorzugsweise wie gezeigt in horizontaler Position montiert. Mit dem Kompressor 18 ist ein Kondensator 20 verbunden, der das Gebläse 15 im Wesentlichen umgibt. Von außen angesaugte Luft wird dann durch den Kondensator 20 und durch den Kondensator gepresst, um das Kältemittel zu kühlen. Dieses abgekühlte Kältemittel strömt dann durch ein Expansionsventil in den Verdampfer 25, um Wärme aus der darüber strömenden Raumluft zu absorbieren. Das Kältemittel kehrt dann zum Kondensator 20 zurück, um erneut gekühlt zu werden, und der Kondensator 20 und der Verdampfer 25 wirken gemeinsam als Wärmepumpe.
Der Verdampfer 25 ist im Wesentlichen von einer Verdampferabdeckung 28 (in 3 oben entfernt) umgeben, die aus jedem geeigneten Material, wie z.B. Polystyrolmaterial zur Erhöhung der Isolationswirkung, hergestellt sein kann. Das durch die Verdampferabdeckung 28 und den Sockel 42 gebildete Gehäuse bzw. die Kammer bildet eine Verteilerkammer bzw. eine Kammer, die dazu dient, die Luft zu leiten, welche durch die Rücklufteinlassöffnung 32 vom Zentrifugallüfterrad 34, das sich um den Zentrifugallüfterradmotor 36 dreht, angesaugt wird. Um den Luftstrom beim Durchströmen des Rücklufteinlasses 32 zu glätten, befindet sich zwischen der Rücklufteinlassöffnung 32 und dem Zentrifugallüfterrad 34 ein Strömungsgleichrichter 38. Ein Filter 50 sorgt für die Filterung des Rückluftweges.
Das Zentrifugallüfterrad 34 wirft dann die Raumluft tangential und im wesentlichen horizontal aus oder zwingt sie, so dass sie in und um den Verdampfer 25 gepresst wird. Da der Verdampfer 25 das Zentrifugallüfterrad 34 im Wesentlichen umgibt, ist die Kühlwirkung auf die angesaugte Raumluft im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, bei denen der Verdampfer nur einen kleinen Teil des Lüfterrads umgibt, deutlich höher.
Nachdem die Raumluft durch das Passieren des Verdampfers 25 abgekühlt oder klimatisiert wurde, tritt sie in eine weitere Kammer, welche durch die Abdeckung 28 und den Sockelabschnitt 42 gebildet wird, und in die Verteilerkammer für den Strom von klimatisierter Luft, welche die klimatisierte Luft entlang des Pfades 31 durch eine Öffnung 33, welche den Luftstrom nach untern und zurück zu der Rücklufteinlassöffnung 32 führt, wo sie dann weiter nach unten und weg von der Lufteinlassöffnung 32 gedrückt wird, wobei schließlich die klimatisierte Luft durch eine Klappe 45 der Auslässe 40, welche geformt ist, um den Strom von ausströmender Luft im Wesentlichen horizontal, an der Innendachfläche 46 entlang, ausgegeben wird. Der Luftweg 31 ist „S“-förmig, was eine kompaktere Anordnung der Öffnungen 40 in Bezug auf die Rücklufteinlassöffnung 32 ermöglicht. Es kann jedoch auch ein länglicherer „S“-förmiger Anschluss verwendet werden, obwohl dies eine größere Verteilerkammerabdeckung 48 oder alternativ eine größere Öffnung erfordert, in welcher sich die Klimatisierungseinheit befinden würde.
Durch diese Zwangsführung des Luftstromes wurde unerwartet gezeigt, dass der so erzeugte Luftstrom außerhalb von den Luftauslässen 40 eine beträchtliche Strecke zurücklegt, so dass er in der Lage war, Bereiche, welche weit von den Luftauslässen 40 entfernt liegen, zu kühlen, ohne dass irgendeine Kanalisierung zur Führung des Luftstromes erforderlich war.
Die Verteilerkammerabdeckung 48 hat eine Anzahl von Luftauslässen 40, welche die Rücklufteinlassöffnung 32 umgeben. Jeder Luftauslass 40 hat eine Klappe oder Luftführung 45, die sich um ihre horizontale Achse herum drehen kann, so dass sie sich zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegen kann. In 7 befindet sich die Klappe 45a in einer geschlossenen Stellung, so dass keine Luft durch die Öffnung 40a austreten kann, und die Klappe 45b ist in einer offenen Stellung. 8 zeigt die beiden Klappen 45a und 45b in offener Stellung. Jede der Klappe 45 kann entweder manuell oder ferngesteuert eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung bietet auch den unerwarteten Vorteil, den Luftstrom zurück in die Rücklufteinlassöffnung 32 besser zu steuern. Eines der bekannten Probleme bei herkömmlichen Fahrzeugklimaanlagen ist, dass die klimatisierte Luft oft relativ nah an der Rücklufteinlassöffnung ausgeblasen wird, ohne dass sie weit genug gelaufen ist, um den Luftraum allgemein oder die Insassen zu kühlen. Während Klimaanlagen, die Kanäle zur Ableitung der klimatisierten Luft von der Rücklufteinlassöffnung verwenden, dieses Problem zum Teil lösen, führen sie die Komplexität der Kanalisierungsarbeit im Dachraum des Fahrzeugkabinenbereichs sowie die Verringerung der Kapazität der Klimaanlage aufgrund der Abnahme des Luftstroms und der Wärmeverluste durch die Kanäle ein.
Das System der vorliegenden Erfindung, das eine im Wesentlichen flache Schicht von Luftströmung neben und entlang der Innendachfläche induziert, ermöglicht es der klimatisierten Luft, sich weiter von der Rücklufteinlassöffnung 32 zu entfernen, so dass die in die Rücklufteinlassöffnung 32 eingesaugte Luft weniger wahrscheinlich kürzlich klimatisierte Luft ist, was die Wirkung der klimatisierten Luft innerhalb der Fahrzeugkabine erheblich verstärkt, indem sichergestellt wird, dass die klimatisierte Luft effektiv genutzt wird, um Wärme aus dem Fahrzeug zu entfernen.
Obwohl bezüglich der Erfindung hier gezeigt und beschrieben wurde, was als die praktischste und bevorzugte Ausführungsform angesehen wird, wird festgestellt, dass innerhalb des Umfangs der Erfindung, die sich nicht auf die hier beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern den vollen Umfang der beiliegenden Ansprüche umfasst, Abweichungen möglich sind so dass alle gleichwertigen Vorrichtungen und Apparate erfasst werden.

Claims

Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Dach, wobei die Klimaanlage mindestens eine Klimatisierungseinheit aufweist, welche umfasst mindestens ein Zentrifugallüfterrad, mindestens eine Rücklufteintrittsöffnung, mindestens eine Auslassöffnung, mindestens eine Wärmetauschspule, die operativ mit einem Kompressionskältesystem verbunden ist, eine erste Kammer, die durch die mindestens eine Wärmetauschspule, welche im Wesentlichen das mindestens eine Zentrifugallüfterrad umgibt, gebildet wird, wobei das mindestens eine Zentrifugallüfterrad so betrieben werden kann, dass es Raumluft über die Rücklufteintrittsöffnung ansaugt und die Raumluft in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene tangential ausstößt, eine zweite Kammer, welche eine Verteilerkammer für die Strömung von klimatisierter Luft bildet, wobei die besagte Verteilerkammer einen Strömungspfad für klimatisierte Luft aufweist, um den Strom von Raumluft durch die mindestens eine Wärmetauschspule und durch mindestens eine Auslassöffnung nach außen zu leiten, wobei die mindestens eine Auslassöffnung so konfiguriert ist, dass sie den Luftströmungspfad in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene an dem Dach entlang leitet.
Die Klimaanlage nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse direkt über der Rückluftöffnung angeordnet ist.
Die Klimaanlage nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Auslassöffnung so konfiguriert ist, dass sie durch mindestens eine Klappe den Luftstromweg in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene an dem Dach entlang lenkt.
Die Klimaanlage nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klappe schwenkbar ist.
Die Klimaanlage nach Anspruch 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klappe zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung schwenkbar ist.
Die Klimaanlage nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leitschaufel in der ersten Kammer neben dem mindestens einen Zentrifugallüfterrad angeordnet ist.
Die Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer den Luftstromweg von der ersten Kammer nach unten und zu der mindestens einen Rücklufteintrittsöffnung umlenkt und dann den Luftstromweg durch Luftstromführungen nach außen und weg von der mindestens einen Rücklufteintrittsöffnung umlenkt.
Die Klimaanlage nach Anspruch 7, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Luftströmungsweg „S“-förmig ist.