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Die Erfindung betrifft eine Klimavorrichtung zum Wärmen und/oder Kühlen eines Fluids gemäß dem Schutzanspruch 1.
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Eine Klimavorrichtung, auch HVAC-Klimavorrichtung oder HVAC-Klimaanlage oder HVAC-Klimatisierungsanlage genannt, kommt bevorzugt zum Klimatisieren eines Kraftfahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz. Die in Fachkreisen gängige Abkürzung „HVAC“ bezeichnet dabei ein „Heating-Ventilating and Air Conditioning Device“ zu Deutsch etwa eine „Heizungs-Lüftungs- und Klimavorrichtung“, also eine Vorrichtung zum Konditionieren von beispielsweise Raumluft. Der Begriff „Konditionieren“ meint in diesem Kontext, dass die Temperatur, Feuchtigkeit, Reinheit und die Zusammensetzung von beispielsweise Raumluft durch die Klimavorrichtung steuerbar oder regelbar ist.
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Die bekannten Klimavorrichtungen verfügen regelmäßig über einen Kaltkanal zum Leiten eines Kaltfluidstroms aus Kaltfluid und über einen Warmkanal zum Leiten eines Warmfluidstroms aus Warmfluid, so dass man eine Klimavorrichtung nutzerseitig nach Belieben zum Wärmen und/oder zum Kühlen verwenden kann, siehe beispielsweise die Druckschrift
FR 03010658 B1 . Insbesondere im Automotivbereich ist man in konstruktiver Hinsicht allerdings zu leichtbau- und bauraumoptimierten Konstruktionslösungen angehalten, so dass man wegen des beschränkten Bauraumangebots üblicherweise nicht umhin kommt, die Kaltkanäle in relativer Nähe zu den Warmkanälen anzuordnen. Aufgrund der räumlichen Nähe kann es im Betrieb der Klimavorrichtung, insbesondere bei einem Wechsel des Betriebs zwischen Wärmen und Kühlen, dazu kommen, dass zwischen dem Kaltfluid und dem Warmfluid Wärme ausgetauscht wird. Vorstellbar ist beispielsweise, dass nach einem Betriebswechsel der Klimavorrichtung von Wärmen nach Kühlen das Kaltfluid durch noch warme Klimavorrichtungsbauteile und/oder Restwarmfluid aufgewärmt wird. Diese in Fachkreisen als Resterwärmung oder „Heat-Pick-ups“ bezeichneten Vorgänge führen insgesamt zu einem schlechteren Wirkungsgrad der bekannten Klimavorrichtungen, Dem Zuge der Zeit folgend, strebt man auch in diesem Punkt nach umweltfreundlicheren und wirkungsgradoptimierten Klimavorrichtungen.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform für eine Klimavorrichtung zum Wärmen und/oder Kühlen bereitzustellen.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insbesondere durch den Gegenstand des unabhängigen Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche und der Beschreibung.
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Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, Warmkanäle und Kaltkanäle von Klimavorrichtungen durch eine Ein- oder Mehrlagenisolation in thermodynamischer Hinsicht besser voneinander zu trennen.
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Hierzu ist vorgesehen, dass eine Klimavorrichtung zum Wärmen und/oder Kühlen mit einem Fluidkanalsystem und einer Strömungsleiteinrichtung ausgestattet ist. Die Klimavorrichtung ist beispielsweise eine HVAC-Klimavorrichtung für ein Kraftfahrzeug oder vorzugsweise für ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug oder weiter vorzugsweise für ein E-Kraftfahrzeug. Jedenfalls hat das Fluidkanalsystem mindestens einen Kaltkanal zum Leiten eines Kaltfluidstroms aus Kaltfluid und mindestens einen zum Kaltkanal benachbart angeordneten Warmkanal zum Leiten eines Warmfluidstroms aus Warmfluid. Beispielsweise sind die Kaltkanäle und die Warmkanäle paarweise gebündelt, also dicht an dicht, durch die Klimavorrichtung hindurch geführt, so dass der Kaltfluidstrom und der Warmfluidstrom relativ dicht aneinander durch die Klimavorrichtung strömen. Praktisch verlaufen die Kaltkanäle und die Warmkanäle so eng beieinander, dass sie lediglich durch eine Kanaltrennwandanordnung voneinander stofflich getrennt sind. Die Kanaltrennwandanordnung ist beispielsweise durch eine Kanaltrennwand oder durch einen Satz von Kanaltrennwänden gebildet, die zweckmäßigerweise an einem Gehäuse der Klimavorrichtung angeordnet sind. Die Kanaltrennwände sind exemplarisch vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, einem Metallmaterial oder einem Verbundstoffmaterial hergestellt. Wesentlich ist, dass das Fluidkanalsystem mit einer oder mehreren Strömungsleiteinrichtungen ausgerüstet ist, die zweckmäßigerweise in dem Gehäuse der Klimavorrichtung oder in einem Wärmekanal und/oder in einem Kaltkanal angeordnet sind, insbesondere relativ zum Gehäuse fest und unbeweglich, also fixiert. Die Strömungsleiteinrichtungen dienen jeweils dazu, aus dem Kaltfluidstrom und/oder aus dem Warmfluidstrom eine oder mehrere By-Pass-Fluidströmungen aus Kaltfluid und/oder aus Warmfluid abzuzweigen und die By-Pass-Fluidströmungen als thermische Isolatorschicht zwischen dem Kaltfluidstrom und/oder dem Warmfluidstrom entlang der Kanaltrennwandanordnung zu führen. Auf diese Weise bilden die By-Pass-Fluidströmungen zwischen der Kanaltrennwandanordnung und dem Kaltfluidstrom und/oder dem Warmfluidstrom eine strömende Wärmeaustauschgrenzschicht aus Kaltfluid und/oder Warmfluid, die in Abhängigkeit eines By-Pass-Fluidströmungsmassenstroms, der spezifischen Wärmekapazität des Fluids und der Temperaturdifferenz zwischen dem Kaltfluidstrom und dem Warmfluidstrom den Austausch von Wärme zwischen den Fluidströmungen verlangsamt oder verringert. Das hat den Effekt, dass das Kühlen oder Wärmen mit der Klimavorrichtung aus thermodynamischer Sicht effizienter ist, so dass sich die Klimavorrichtung insgesamt energiesparsamer und umweltschonender betreiben lässt.
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Ein weiterer noch zu erwähnender Vorteil besteht darin, dass durch die Erfindung der Wärmeübergang vom Warmfluidstrom zum Kaltfluidstrom durch eine angepasste und neuartige Isolation verbessert werden soll.
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Zweckmäßigerweise umfasst die Strömungsleiteinrichtung mindestens eine Strömungsleitwand oder einen Satz von Strömungsleitwänden, die jeweils unter Ausbildung eines By-Pass-Kanals zum Leiten der By-Pass-Fluidströmung entlang der Kanaltrennwandanordnung angeordnet sind. Zweckmäßigerweise sind die Strömungsleitwände jeweils mit Abstand zum Kanaltrennwandanordnung angeordnet sind. Ferner sind die Strömungsleitwände vorzugsweise innerhalb, insbesondere vollständig innerhalb, des Kaltkanals und/oder innerhalb, insbesondere vollständig innerhalb, des Warmkanals angeordnet und an einem den Kaltkanal und/oder den Warmkanal begrenzenden Gehäuse der Klimavorrichtung stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig angeordnet. Das hat den Effekt, dass die By-Pass-Fluidströmung aus By-Pass-Fluid entlang der Kanaltrennwandanordnung zwischen einerseits der Kanaltrennwandanordnung und andererseits den Strömungsleitwänden entlang strömen kann. Dadurch wird auf der gesamten Länge der Strömungsleiteinrichtung ein Isolationseffekt erreicht, durch den der Wärmeaustausch zwischen dem Kaltfluid und dem Warmfluid reduziert ist.
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Denkbar ist auch, dass jede Strömungsleitwand ein Flachkörper ist, beispielsweise ein dünnes Kunststoffmaterial oder ein Bandmaterial, vorzugsweise aus einem Material mit relativ guten thermischen Isolationseigenschaften. Zweckmäßigerweise ist jede oder mindestens eine Strömungsleitwand aus thermisch isolierende Eigenschaften aufweisendem Metallmaterial, Kunststoffmaterial oder Verbundstoffmaterial hergestellt. Dadurch kann der Wärmeaustausch zwischen dem Kaltfluid und dem Warmfluid weiter optimiert werden. Man kann sich durchaus vorstellen, dass eine Strömungsleitwand beispielsweise eine Wabenstruktur hat oder innen hohl ist, so dass der Wärmeaustausch weiter verringert ist.
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Bevorzugt ist, wenn die Strömungsleitwand durch eine oder mehrere schaufelartige Strömungsleitrippen gebildet ist, die jeweils aus thermisch isolierende Eigenschaften aufweisendem Metallmaterial, Kunststoffmaterial oder Verbundstoffmaterial hergestellt ist. Strömungsleitrippen eignen sich besonders gut, um einen Kaltfluidstrom und/oder einen Warmfluidstrom zu leiten. Die einzelnen Strömungsleitrippen sind zweckmäßigerweise an einem den Kaltkanal und/oder den Warmkanal begrenzenden Gehäuse der Klimavorrichtung angeordnet, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig.
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Zweckmäßigerweise können die Strömungsleitwände durch einen einstückigen Flachkörper oder durch einen aus mehreren Flachkörpern zusammengesetzten, also mehrteiligen, Flachkörperverbund gebildet sein. Die Strömungsleitwände sind bevorzugt aus thermisch isolierende Eigenschaften aufweisendem Metallmaterial, Kunststoffmaterial oder Verbundstoffmaterial gebildet.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Strömungsleiteinrichtung mindestens eine Strömungsleitwandanordnung umfasst, die zwei oder mehr quer zur jeweiligen Fluidströmung aufeinandergestapelt angeordnete Strömungsleitwände umfasst, wobei jede Strömungsleitwand zwischen sich und jeweils einer weiteren Strömungsleitwand und/oder der Kanaltrennwandanordnung einen By-Pass-Kanal zum Leiten einer By-Pass-Fluidströmung ausbildet, und wobei die Strömungsleitwandanordnung an der Kanaltrennwandanordnung angeordnet ist. Die einzelnen aufeinandergestapelten Strömungsleitwände können zueinander parallel oder windschief angeordnet sein. Dadurch ist eine Gestalt beschrieben, bei der wenigstens zwei oder mehr By-Pass-Kanäle quer zur Fluidströmung übereinander angeordnet sind, sozusagen wie ein Stapel von By-Pass-Kanälen, um eine Mehrlagenisolierung zu bilden. Das hat den Effekt, dass der Wärmeaustausch zwischen dem Warmfluid und dem Kaltfluid durch eine Mehr- oder Vielzahl von thermisch isolierend wirkenden By-Pass-Kanälen behindert und verzögert ist.
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Bevorzugt ist ferner, wenn die Strömungsleitwand entlang der Kanaltrennwandanordnung mit gleichbleibendem Abstand, insbesondere in Quer- und in Längsrichtung einer By-Pass-Fluidströmung, zu einer Kanaltrennwand der Kanaltrennwandanordnung angeordnet ist. Dadurch haben die By-Pass-Kanäle in Richtung der By-Pass-Fluidströmung entlang der Kanaltrennwandanordnung an jeder Stelle den gleichen lichten Strömungsquerschnitt, insbesondere, wenn man bei Kunststoffteilen von den notwendigen Ausformschrägen zur Entformung absieht.
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Zweckmäßigerweise ist jede Strömungsleitwand winkelig, insbesondere rechtwinkelig, an einer Kanaltrennwand der Kanaltrennwandanordnung oder an einem den Kaltkanal und/oder den Warmkanal begrenzenden Gehäuse der Klimavorrichtung angeordnet. Dadurch ist die Strömungsleitwand unmittelbar mit der Kanaltrennwandanordnung verbunden und winkelig zu selbiger angeordnet oder winkelig an einem Gehäuse der Klimavorrichtung angeordnet. Ferner kann die Strömungsleitwand lediglich winkelig, insbesondere rechtwinkelig, zu einer Kanaltrennwand der Kanaltrennwandanordnung oder einem den Kaltkanal und/oder den Warmkanal begrenzenden Gehäuse der Klimavorrichtung ausgerichtet sein.
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Vorzugsweise kann jeder By-Pass-Kanal eine anströmseitige By-Pass-Kanal-Mündungseintrittsöffnung und eine abströmseitige By-Pass-Kanal-Mündungsaustrittsöffnung umfassen, wobei die mindestens eine Strömungsleitwand des By-Pass-Kanals einseitig, zweiseitig oder beidseitig an einem den Kaltkanal und/oder den Warmkanal begrenzenden Gehäuse der Klimavorrichtung angeordnet ist.
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Zweckmäßigerweise entspringt ein By-Pass-Kanal im Kaltkanal oder im Warmkanal und mündet im Kaltkanal oder im Warmkanal. Bevorzugt ist es, wenn ein By-Pass-Kanal im Kaltkanal entspringt und wieder in den Kaltkanal mündet und/oder wenn ein By-Pass-Kanal im Warmkanal entspringt und wieder in den Warmkanal mündet. Dadurch kann eine einfache Durchspülung des By-Pass-Kanals realisiert werden.
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Um zu erreichen, dass nutzerseitig eine Wärmefunktion oder eine Kühlfunktion bereitgestellt werden kann, wird bevorzugt, dass im Warmkanal mindestens eine Heizanordnung zum Aufheizen eines Fluids angeordnet ist und/oder dass im Kaltkanal eine Kühlanordnung zum Abkühlen eines Fluides angeordnet ist, oder insbesondere, dass die Kühlanordnung stromauf des Kaltbypass und/oder der Heizeinrichtung angeordnet ist.
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Zweckmäßig ist, wenn mindestens eine Strömungsleitwand mindestens eine oder mehrere Ausnehmungen oder eine perforierte Strömungspassage umfasst, wobei durch die Ausnehmungen und/oder die Strömungspassagen hindurch ein Fluid vom By-Pass-Kanal in den Warmkanal oder in den Kaltkanal alternativ vom Warmkanal oder vom Kaltkanal in den By-Pass-Kanal strömen kann. Das hat den Vorteil, dass Grenzschichtströmungen, die um die Strömungsleitwand strömen, beeinflussbar sind. Beispielsweise kann dies dazu genutzt werden, um innerhalb der Klimavorrichtung eine Strömungsoptimierung zu erreichen, so dass beispielswiese der Strömungswiderstand der Klimavorrichtung reduzierbar ist.
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Grundsätzlich kann noch vorgesehen sein, dass eine Schichtung einer Wandung zur Beeinflussung einer Temperatur des Fluids vorgesehen ist. Ferner kann man vorsehen, dass Wände für die Grenzschichtströmung über die ganze Kanalbreite oder nur teilweise über die Kanalbreite gestaltet sind. Ferner können die Grenzschichtwand mit/ohne Öffnungen gestaltet sein. Dadurch wird eine bessere Schichtung, eine bessere Mischung oder im Bereich Kaltwegausgang die Luft in Richtung Warmweg zu lenken um eine bessere Durchmischung von Kalter und Warmer Luft zu erreichen.
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Zusammenfassend bleibt festzuhalten: Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimavorrichtung zum Wärmen und/oder Kühlen, insbesondere eine HVAC-Klimavorrichtung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise für ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug oder ein E-Kraftfahrzeug, mit einem Fluidkanalsystem, das mindestens einen Kaltkanal zum Leiten eines Kaltfluidstroms aus Kaltfluid, mindestens einen zum Kaltkanal benachbart angeordneten Warmkanal zum Leiten eines Warmfluidstroms aus Warmfluid und eine die Kaltkanäle von den Warmkanälen trennende Kanaltrennwandanordnung umfasst, sowie mit einer am Fluidkanalsystem angeordneten Strömungsleiteinrichtung zum Leiten wenigstens einer aus dem Kaltfluidstrom und/oder aus dem Warmfluidstrom abgetrennten By-Pass-Fluidströmung zur thermischen Isolation des Kaltkanals vom Warmkanal.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine Schnittansicht einer stark vereinfachten Klimavorrichtung,
- 2 in einer perspektivischen Ansicht eine HVAC-Klimavorrichtung,
- 3 eine Schnittansicht der HVAC-Klimavorrichtung aus 2 gemäß einem in 2 eingezeichneten Pfeil III.
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Die 1 zeigt in einer Schnittansicht die Funktion einer mit einer Strömungsleiteinrichtung 10 ausgestatteten Klimavorrichtung 1 zum Wärmen und/oder Kühlen.
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Die Klimavorrichtung 1 umfasst ein als Kästchen dargestelltes Gehäuse 20, das durch eine Kanaltrennwandanordnung 9 in zwei voneinander getrennte Bereiche aufgeteilt ist, nämlich in einen Kaltkanal 3 zum Leiten eines mit punktierter Linie angedeutenen Kaltfluidstroms 4 aus Kaltfluid 5 und in einen Warmkanal 6 zum Leiten eines ebenfalls mit punktierter Linie angedeuteten Warmfluidstroms 7 aus Warmfluid 8. Der Kaltkanal 3, der Warmkanal 6 und die Kanaltrennwandanordnung 9 bilden zusammen ein von Fluid durchströmbares Fluidkanalsystem 2 zum Leiten und Führen von Fluid.
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Während im Warmkanal 6 eine mit gestrichelter Linie angedeutete Heizanordnung 21 zum Wärmen des Warmfluids 8 angeordnet ist, ist im gegenüberliegenden Kaltkanal 3 eine Strömungsleiteinrichtung 10 und eine zum Kühlen des Kaltfluids 3 dienende Kühlanordnung 22 und/oder ein Kälteerzeuger 22 und/oder ein Verdampfer 22 angeordnet, wobei die Kühlanordnung 22, wie die Heizanordnung 21, mit gestrichelter Linie angedeutet ist. Bevorzugt ist allerdings, wenn die Kühlanordnung 22 und/oder der Kälteerzeuger 22 und/oder der Verdampfer 22 stromauf einer die beiden Fluidströme bereitstellenden Kanaltrennung durch die Kanaltrennwandanordnung 9 angeordnet ist, dies ist in 1 durch eine weitere mit gestrichelter Linie dargestellte Kühlanordnung 22 angedeutet. Ferner ist die Strömungsleiteinrichtung 10 zwischen der Kanaltrennwandanordnung 9 und der Kühlanordnung 22 angeordnet und beispielsweise an dem Gehäuse 20 der Klimavorrichtung 1 festgemacht. Die Strömungsleiteinrichtung 10 erstreckt sich entlang der Kanaltrennwandanordnung 9 längs der Kaltfluidströmung 4, wobei sie einen konstanten oder auch variablen Abstand zur Kanaltrennwandanordnung 9 hat. Gemäß 1 ist die Strömungsleiteinrichtung 10 von einem als Strömungsleitwand 12 bezeichneten Flachkörper 14 gebildet, der vollständig innerhalb des Kaltkanals 3 angeordnet ist. Denkbar ist, dass die Strömungsleitwand 12 von einer schaufelartigen Strömungsleitrippe 15 gebildet ist, die relativ gut mit dem Kaltfluidstrom 4 oder dem Warmfluidstrom 7 strömungsmäßig zusammenwirken kann. Jedenfalls ist der Flachkörper 4 bevorzugt aus thermisch isolierende Eigenschaften aufweisendem Metallmaterial, Kunststoffmaterial oder Verbundstoffmaterial hergestellt.
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In diesem Zusammenhang ist noch zu erwähnen, dass die Kühlanordnung 22 auch zur Entfeuchtung dienen kann. Die bevorzugt dazu nachgelagerte Heizanordnung 21 dient in diesem Fall bevorzugt als Reheater, also zum Wiedererwärmen der getrockneten Luft auf eine vorgegebene oder vorgebare Wunschtemperatur. Natürlich können die Heizanordnung 21 und die Kühlanordnung 22 parallel geschaltet sein.
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Ferner ist gemäß 1 schematisch angedeutet, dass die Klimavorrichtung 1 Temperatur-Mischklappen umfassen kann, insbesondere Mischklappen 17 oder einfach Klappen 17, die in einem Bereich eines Kaltfluidstrom-Eintritts, vorzugsweise stromauf und im Bereich der oben genannten Kanaltrennung, sowie in einem Bereich eines Warmfluidstrom-Austritts angeordnet sind. Die Klappen 17 bilden eine Klappenanordnung. Die Klappen 17 können ansteuerbar gestaltet sein. Sie dienen bevorzugt dazu, Fluid zu steuern und/oder einen Kaltfluidstrom 4 und einen Warmfluidstrom 7 zu mischen, in der Art, dass die Fluidströme 4, 7 miteinander vermengt werden, um eine vorgegebene oder vorgebare Temperatur einer, insbesondere abströmseitigen, Fluidstrommischung bereitzustellen.
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Ferner ist gemäß 1 zu erkennen, dass zwischen der Kanaltrennwandanordnung 9 und der Strömungsleiteinrichtung 10 ein von Kaltfluid 5 durchströmbarer By-Pass-Kanal 13 definiert ist, der der thermischen Isolation des Warmkanals 6 vom Kaltkanal 3 dient, oder umgekehrt. Der durch den By-Pass-Kanal 13 strömende Fluidstrom aus Kaltfluid 5 ist nachfolgend auch als By-Pass-Fluidströmung 11 bezeichnet. Der By-Pass-Kanal 13 hat jedenfalls eine anströmseitige By-Pass-Kanal-Mündungseintrittsöffnung 18, durch die ein vom Kaltfluidstrom 4 abgezweigter Strömungsteil, der die By-Pass-Fluidströmung 11 bildet, in den By-Pass-Kanal 13 strömen kann. Ferner hat der By-Pass-Kanal 13 eine abströmseitige By-Pass-Kanal-Mündungsaustrittsöffnung 19, durch die das By-Pass-Fluid der By-Pass-Fluidströmung 11 ausströmen kann, wieder zurück in den Kaltkanal 3.
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Die in 1 dargestellte Strömungsleiteinrichtung 10 hat einen strömungsmodifizierten Flachkörper 14. Vorgesehen ist nämlich, dass der Flachkörper 14 mit strömungsgünstigen Ausnehmungen 23 und einer Strömungspassage 24 ausgerüstet ist. Durch die Ausnehmungen 23 und die Strömungspassage 24 hindurch kann By-Pass-Fluid aus dem By-Pass-Kanal 13 unmittelbar in den Kaltkanal 3 strömen. Umgekehrt kann man sich vorstellen, dass durch die Ausnehmungen 23 und die Strömungspassage 24 hindurch Kaltfluid 5 in den By-Pass-Kanal 13 einströmen kann. Hierdurch wird beispielsweise die Grenzschichtströmung um die Strömungsleiteinrichtung 10 verbessert, so dass insgesamt der Durchströmungswiderstand der Klimavorrichtung 1 reduzierbar ist. Die Ausnehmungen 23 verfügen im Unterschied zur Strömungspassage 24 über relativ große Durchtrittsöffnungen, so dass durch die Ausnehmungen 23 tendenziell mehr Fluidvolumen hindurchströmen kann, als durch die Strömungspassage 24. Bei den Ausnehmungen 23 handelt es sich beispielsweise um einige wenige Bohrungen mit jeweils relativ großem Bohrdurchmesser (insb. einige Millimeter), während es sich bei der Strömungspassage 24 um eine Vielzahl von beispielsweise durch Perforieren hergestellte Durchtritte mit relativ kleinem Perforationsdurchmesser (insb. einige zehntel Millimeter) handelt.
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In der 1 ist ferner der Austausch von Wärme zwischen dem Kaltkanal 3 und dem Warmkanal 6 zu erkennen. Zunächst ist als Wärmequelle die Heizanordnung 21 zu erkennen, deren Heizwärme auf das die Heizanordnung 21 umgebende Warmfluid 8 übertragen wird, siehe entsprechend orientierte Heizwärmeströme 25. Die im Warmfluid 8 gespeicherte Wärmeenergie kann, wenn die Klimavorrichtung 1 ohne Strömungsleiteinrichtung 10 realisiert ist, durch die Kanaltrennwandanordnung 9 hindurch mehr oder weniger unmittelbar auf das Kaltfluid 5 übertragen werden. In der 1 ist dies exemplarisch durch einen mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichneten Wärmeübergang symbolisiert, wobei für die übertragene Wärme eine Abhängigkeit von der spezifischen Wärmekapazität des Warmfluids 8 und des Kaltfluids 5, dem Massestrom des Warmfluids 8 und des Kaltfluids 5 über den betrachteten Zeitraum sowie die Temperaturdifferenz zwischen dem Warmfluid 8 und dem Kaltfluid 5 gilt. Daneben ist in 1 auch dargestellt, wie ein Wärmeübergang mit einer Mehrlagenisolierung nach der Erfindung realisiert sein kann, nämlich zwischen dem Warmkanal 6, dem By-Pass-Kanal 13 und dem Kaltkanal 3. Gemäß 1 sind insbesondere ein mit Bezugszeichen 27 bezeichneter erster Wärmeübergang und ein zweiter Wärmeübergang 28 zu erkennen, wobei der erste Wärmeübergang 27 zwischen Warmkanal 6 und By-Pass-Kanal 13 von der spezifischen Wärmekapazität des Warmfluids 8 und des By-Pass-Fluides und dem Material der Wände (Kanaltrennwandanordnung 9), dem Massestrom des Warmfluids 8 und des By-Pass-Fluids über den betrachteten Zeitraum sowie der Temperaturdifferenz zwischen dem Warmfluid 8 und dem durch den By-Pass-Kanal 13 strömenden By-Pass-Fluid abhängig ist. Der zweite Wärmeübergang 28 zwischen dem By-Pass-Kanal 13 und dem Kaltkanal 3 ist abhängig von der spezifischen Wärmekapazität des By-Pass-Fluids und des Kaltfluids 5, der spezifischen Wärmekapazität des By-Pass-Fluids und des Kaltfluids 5, und dem Material der Wände (Strömungsleiteinrichtung 10) dem Massenstrom des Kaltfluids 5 und des By-Pass-Fluids sowie der Temperaturdifferenz zwischen dem By-Pass-Fluid und dem Kaltfluid 5. Dadurch ist eine Mehrlagenisolierung geschaffen, deren Wärmedurchgang im Vergleich mit einer Einschichtwand relativ gering ist.
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Die Kanaltrennwandanordnung 9 kann beispielsweise als Kanaltrennwand 30 realisiert sein, beispielsweise handelt es sich um eine aus Metallmaterial, Kunststoffmaterial oder Verbundstoffmaterial hergestellte Wand, die ebenfalls über relativ gute thermische Isolationseigenschaften verfügt.
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In der 2 ist eine perspektivische Ansicht einer HVAC-Klimavorrichtung 1 dargestellt, die nach dem in 1 dargestellten Funktionsprinzip realisiert ist. Die Klimavorrichtung 1 verfügt über mehrere Ventilationsöffnungen 29 und das mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnete Gehäuse.
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Die 3 zeigt eine Schnittansicht der HVAC-Klimavorrichtung 1 aus 2 gemäß einem in 2 eingezeichneten Pfeil III. Zu erkennen ist das durch die Kanaltrennwandanordnung 9 in einen Warmkanal 6 und einen Kaltkanal 3 aufgetrennte Gehäuse 20 sowie eine im Warmkanal 6 angeordnete Heizanordnung 21 zum Wärmen eines Warmfluids 8. Die Klimavorrichtung 1 befindet sich exemplarisch im Kühlbetrieb, so dass das Gehäuse 20 von einem durch mehrere punktierte Linien angedeuteten Kaltfluidstrom 4 aus Kaltfluid 5 durchströmt wird. Wenn sich die Klimavorrichtung 1 beispielsweise unmittelbar vor Aufnahme des Kühlbetriebs im Wärmebetrieb befunden hat, kann die Heizanordnung 21 noch relativ warm sein und einen in 3 mittels punktierten Linien angedeuteten Warmfluidstrom 7 aus Warmfluid 8 wärmen. Weil in der HVAC-Klimavorrichtung 1 nach Warmfluid 8 ansteht und weil der Warmkanal 6 noch relativ warm sind, kann es zwischen dem Kaltfluid 5 und dem Warmfluid 8 zu einem ungewollten Wärmeaustausch kommen. Die 3 zeigt weiterhin die Strömungsleitwand 12 der Strömungsleiteinrichtung 10, die vorliegend nicht wie in 1 als einstückiger Flachkörper 14 sondern als ein zusammengesetzter mehrteiliger Flachkörperverbund 16 ausgeführt ist. Der Flachkörperverbund 16 umfasst exemplarisch mehrere einzelne zueinander abgewinkelte Flachkörper 14, die zum Isolieren des Kaltfluids 5 vom Warmfluid 8 mit der Kanaltrennwandanordnung 9 den By-Pass-Kanal 13 bilden. Ferner ist in 3 ein durch den By-Pass-Kanal 13 strömender By-Pass-Fluidstrom 11 aus By-Pass-Fluid zu erkennen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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