DE2050898A1 - Anlage zum Heizen und Kühlen von Kraftfahrzeug-Innenräumen - Google Patents

Description

• Anlage zur Patent- anmeldung Anlage zum Heizen und Kühlen von Kraftfabrzeug-Innenräumen Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Heizen und Kühlen von Kraftfahrzeug-Innenräumen, bei der mindestens ein Teil der zur Heizung bzw. Kühlung erforderlichen Luft dem Innenraum selbst entnommen und diesen über Wärmetauscher wieder zugeführt wird.
• Bei Heiz- und Kälteanlagen von Kraftfahrzeugen ist es vorteilhaft, die zur Klimatisierung des innenraumes des Kraftfshrzeugs erforderliche Luft nicht der Umgebung des Kraftfahrzeugs, sondern dem Innenraum des Fahrzeugs selbst zu entnehmen und nur einen geringen Prozentsatz an Frischluft zuzusetzen. Durch diese Maßnahme kann man einmal die zur Aufheizung oder Kühlung der Frischluft auf Innenraumtemperatur erforderliche Energie einsparen, so daß die Anlagen für kleinere Leistungen bemessen werden können.
• Zum snderen sind diese Anlagen weniger anfällig gegen kurzzeitige Verunreinigung der Umgebungsluft des Kraftfahrzeugs, so daß z.B.
• im Stadtverkehr oder beim Warten in langen Autokolonnen die Anlage nicht abgeschaltet zu werden braucht.
• Eit entscheidender Nachteil der nach diesem Prinzip arbeitendn Anlagen liegt darin, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Umluft ständig zunimmt. Als Folge davon wird im Winter beim Heizbetrieb <ie Luftfeuchtigkeit an den kalten Fahrzeugscheiben kondensieren und zu einer Sichteehinderung führen.
• Bei Betrieb der Kälteanlage im Sommer kondensiert die Luftfeuchtigkeit an dem Kältemittelverdampfer, wodurch einmal ein Teil der zur Kondensation der Luftfeuchtigkeit erforderlichen Kälteleistung verloren geht, so daß der Verdampfer entsprechend größer bemessen werden muß, und zum anderen der Verdampfer zunehmend vereist. Infolge der Vereisung kommt es zu einer Verstopfung des Verdampfers, so daß die Kälteanlage in relativ kurzen Zeitintervallen ständig zum Abtauen des Verdampfers außer Betrieb gesetzt werden muß.
• Bei Heizanlagen hat man der genannten Nachteile wegen das energiesparende und daher sehr wirtschaftlich arbeitende Prinzip der Luftentnahme aus dem Kraftfahrzeug-Innenraum verlassen. In bekannten Heizanlagen wird kalte Frischluft angesaugt - mitunter entnimmt man zusätzlich in geringen Mengen Luft den Innenraum des Kraftfahrzeugs - und über Wärmetauscher dem Innenraum zugeführt.
• Zur Aufheizung ist eine beträchtliche Wärmeleistung erforderlich; der Wärmetauscher muß entsprechend groß bemessen werden.
• Bei Kälteanlagen entnimmt man weiterhin die zu kühlende Luft dem Innenraum des Kraftfahrzeugs, da aus Leistungsgründen eine Frischluftkühlung unwirtschaftlich wäre, nimmt dabei aber die obengenannte Nachteile in Kauf.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anlage zum Heizen und Kühlen von Kraftfahrzeug-Innenräumen der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß unter Beibehaltung des energiegünstigen Prinzips der Luftelltnahme aus dem Innenraum des Kraftfahrzeug en bestiemt:r Feuchtigkeitsgrad der Luft im Kraftfahrzeuginncrn nicht überschritten wird.
• Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zusätzlich zu den Wärmetauschern eine Vorrichtung zur Entfeuchtung der aus dem Innenraum angesaugten und wieder dahin zurückströmenden Umluft vorgesehen ist.
• Das hat den Vorteil, daß insbesondere der Kältemittelverdampfer der Kälteanlage bedeutend kleiner bemessen werden kann, da nur geringe Kälteverluste durch die Kondensation der Restluftfeuchtigkeit entstehen, aber auch der Wärmetauscher der Heizanlage für geringere Wärmeleistung ausgelegt werden kann, da dieser nunmehr anstelle der kalten Frischluft nur noch bereits vorgewärmte Luft aufzuheizen braucht.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am Ausgang des Gebläses ein mit einer hygroskopischen Substanz, vorzugsweise Kathene, getränktes luftdurchlässiges Band angeordnet, das stetig oder intermittierend am Gebläseausgang vorbeistreicht.
• Hierbei ist es zweckmäßig, Mittel zur Regenerierung des feuchtigkeitagetränkten Kathenebandes vorzusehen. Das kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß das Band eine Heizvorrichtung durchläuft, die ein Verdampfen des Wassergehaltes im Katheneband bewirkt.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zum Wiedereintritt der entfeuchteten Luft Offnungen in der Karosserie vorgesehen, die den Luftstrom an die Fahrzeugscheiben leiten. Die getrocknete Luft kann so die insbesondere an sehr kalten Tagen bei noch nicht betriebswarmem Fahrzeug an den Fahrzeugscheiben kondensierende Luftfeuchtigkeit unmittelbar aufnehmen und somit ein Beschlagen der Scheiben verhindern.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die erfindungsgemäße Anlage in schematischer Darstellung, Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Luftentfeuchtung in der Anlage nach Fig. 1 im Axialschnitt und Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.
• Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum Heizen und Kühlen des Innenraumes eines Kraftfahrzeugs besteht aus einer Vorrichtung 10 zur Luftentfeuchtung, aus einem von einem Heizkreislauf 11 beaufschlagten Wärmetauscher 12 und einer von einem Kühlkreislauf 13 beaufschlagten Wärmetauscher 14, die durch eine Luftfübrungsleitung 15 untereinander verbunden sind. Die Leitung 15 steht über eine Luftansaugöffnung 16 und über eine Lufteinlaßöffnung 17 mit dem Kraftfahrzeug-Innenraum 18 in Verbindung. An die Lufteinlaßöffnung 17 ist zweckmäßig ein Verteilerschlauch 17a angeschlossen, dessen Auslaßdüsen 17b unmittelbar an den nicht dargestellten Fahrzeugscheiben angeordnet sind. Innenraum 18, Rohrleitung 15, Vorrichtung 10 und Wärmetauscher 12 bzw. 14 bilden ein Luftumlaufsystem. Mittels einer Luftklappe 19 kann wahlweise der Wärmetauscher 12 oder der Wärmetauscher 14 in den Luftumlauf einbezogen werden.
• in Fig. 2 und 3 Die Vorrichtung 10 zur Luftentfeuchtung/hat ein Gehäuse 20, das zur Luftansaugöffnung 16 (Fig. 1) hin ein Öffnung 21 aufweist. Im Innern des Gehäuses ist ein Gebläse22 angeordnet, das durch die Öffnung 21 in axialer Richtung über die Leitung 15 Luft aus dem Innenraum 18 des Fahrzeugs ansaugt und sie in Tangentialrichtung durch einen Luftauslaßstutzen 23 über die Wärmetauscher 12 bzw. 14 und Leitung 15 wieder dem Innenraum zuführt.
• Unmittelbar am Ausgang des Gebläses, im Auslaßstutzen 23, ist ein endloses umlaufendes Textilband 24 angeordnet. Das Band wird durch Rollen 25 gespannt und durch eine Antriebswe:.le 26 intermittierend oder stetig angetrieben. Das Textilband ist mit einer bygroskopischen Substan=, im vorliegenden Fall Kathene (Lithiumchlorid), getränkt.
• Auf der gegenüberliegenden Seite des Gebläseausgangs durchläuft das Band 24 eine Heizvorrichtung 27. Die Heizvorrichtung wird im vorliegenden Freie in Fig. 1 schematisch gezeichnet - von dem Beizmittel der Heizanlage, von den heißen Abgasen oder dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine 33, durchströmt. Die Heizung kann Jedoch auch mit elektrischem Strom betrieben sein.
• Auf der der Öffnung 21 des Gebläses gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 20 ist ein ins Freie mündender Lufteintrittsstutzen 28 (Fig. 3) vorgesehen. Im Lufteintrittsstutzen ist ein Ventilator 29 angeordnet, der Außenluft in das Gehäuseinnere befördert, die hier die Heizvorrichtung 27 umströmt und durch einen Austrittsstutzen 30 wieder ins Freie gelangt. Das Gebläse 22 ist mit seiner Einlaßöffnung 21 und seinem Auslaßstutzen 23 durch ein Trenngehäuse 31 von dem Strömungsweg der von dem Ventilator 29 angesaugten Außenluft hermetisch abgeschlossen. Im Unterteil des Gehäuses 20 ist ein von dem Band 24 durchlaufener Kathenesumpf 32 (gelöstes Lithiumchlorid) vorgesehen.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Das Gebläse 22 saugt über die Ansaugöffnung 16, die Leitung 15 und die Gehäuseöffnung 21 feuchte Luft aus dem Innenraum 18 ab.
• Die Luft verläßt in tangentialer Richtung das Gebläsegehäuse, durchströmt das kathenegetränkte Textilband 24 und gelangt durch den Austrittsstutzen 23 in den zu den Wärmetauschern 12 und 14 führenden Leitungsabschnitt 15. Beim Druchströmen des Bandes 24 entzieht das Lithiumchlorid der Luft weitgehend die Feuchtigkeit.
• Das Band 24 wird durch den Antrieb 26 weiterbefördert, wobei der feuchtigkeitshaltige Bereich des Kathenebandes die Heizvorlichtung 27 durchläuft. Hifr wird das vcm Lithiumchlorid aufgenommene Wasser verdampft und durch den Luftstrom des Ventilators 29 über den Austrittsstutzen 30 ins Freie befördert. Das so regereriemte Band läuft erneut am Gebläsesusgang vorbei und kann wiederum Feuchtigkeit der Gebläseluft aufnehmen. Die entfeuchtete Luft durchströmt nach Verlassen des Auslaßstutzens 23 je nach Stellung der Luftklappe 19 den an den Heizkreislauf 11 angeschlossenen Wärmetauscher 12, oder den von einem Kühlmittel beaufschlagten Wärmetauscher 14, in welchen der Luft Wärmeenergie zugeführt bzw.
• entnommen wird. Von den Wärmetauschern gelangt sie über einen weiteren Leitungsabschnitt 15, der Lufteinlaßöffnung 17 und den Verteilerschlauch 17a mit seinen Auslaßdüsen 17b wieder in den Fahrzeuginnenraum 18.
• Wenn es die Raumverhältnisse im Kraftfahrzeug zulassen, ist es zweckmäßig, die Vorrichtung 10 unmittelbar mit ihrer Öffnung 21 an die Luftansaugöffnung 16 anzuschließen.
• Die Vorrichtung 10 zur Luftentfeuchtung der erfindungsgemäßen Heiz- und Kälteanlage eignet sich auch zum nachträglichen Einbau in Kraftfahrzeugen, die bereits mit einer herkömmlichen Kälte- oder Klimaanlage ausgerüstet sind. Hierbei braucht nur die Einlaßöffnung 21 und der Austrittsstutzen 27 der Vorrichtung äe eine unmittelbare Zuleitung zum Kraftfahrzeuginnenraum 18 zu erhalten.

Claims (9)

Ansprüche

1. Anlage zum Heizen und Kühlen von Kraftiahrzeug-Innenräumen, bei der mindestens ein Teil der zur Heizung bzw. Kühlung erforderlichen Luft dem Innenraum selbst entnommen und diesen über Wärmetauscher wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Wärmetauschern (12, 14) eine Vorrichtung (10) zur Entfeuchtung der durch ein Gebläse (22) aus dem Innenraum (18) angesaugten und wieder dahin zurickströmenden Umluft vorgesehen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß zum Wiedereintritt der entfeuchteten Luft Öffnungen (17b) in der Karosserie vorgesehen sind, die den Luftstrom an die Fahrzeugacheiben leiten.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Entfeuchtung der Luft (10) in Reihe mit den Wärmetauschern (12, 14) liegt.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Luftentfeuchtung hygroskopische Substanzen im Luftstrom angeordnet sind.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise als hygroskopische Substanz Kathene (Lithiumchlorid) verwendet ist.

6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Ausgang des Gebläses (22) mit Kathene getränktes luftdurchlässiges Band (24) intermittierend oder stetig umlaufend angeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Regenerierung des feuchtigkeitsgetränkten rEathene-Bandes (24) vorgesehen sind.

8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch &;k2nnzeichnet, daß das Band (24) eine Heizvorrichtung (27) durchläuft.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (27) von einem den Wärmetauscher (12) des Heizkreislaufs (13) der Heizanlage beaufschlagenden Heizmittel durchströnt ist.