DE2417884A1 - Klima- und heizungsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Klima- und heizungsanlage fuer kraftfahrzeuge

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Description

PATENTANWÄLTE
MANITZ, FINSTERWALD & G RÄ
München, den 11. A.?r'i 1974 Hf-G 3011
General Motors Corporation Detroit, Michigan, USA
Klima- und Heizungsanlage für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft Klima- und Heizungsanlagen für Kraftfahrzeuge .
Durch die Erfindung wird ein wirkungsvollerer Betrieb derartiger Anlagen während des KühlVorganges erzielt, sowie eine kompakte, weniger Raum beanspruchende Anordnung innerhalb des Motorraumes des Kraftfahrzeugs und eine Einsparung an Schlauchverbindungen zwischen den Bauteilen der Klimaanlagen erreicht.
Der Umfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche bestimmt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Heizungsund Klimaanlage während des KühlVorganges,
Figur 2 eine ähnliche perspektivische Ansicht der Heizungs- und Klimaanlage während des Heizvorganges und
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DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. GRÄMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN 22, ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 TEL. (089) 22 42 II. TELEX 05-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL.(0711)56 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-805
Figur 3 teilweise einen Schnitt durch die direkt unterhalb des in den Figuren 1 und 2 dargestellten -Verdampfers angeordnete Trennwand.
In den Figuren ist mit 10 ein Teil eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, von dem sowohl ein Teil der Windschutzscheibe 12 als auch ein Teil des rechten vorderen Kotflügels 14 und ein Teil der Motorhaube 16 sichtbar ist. Ein Brandschott 18 trägt einen dünnwandigen Kasten oder Gehäuse 20 mit einem unteren Teil 22 und einem oberen Teil 24. Der Kasten 20 begrenzt einen inneren Raum, der durch eine im wesentlichen waagrechte Wand in ein oberes Fach 26 und ein unteres Fach 28 unterteilt ist. Ein Einlaß 32 im oberen Fach 26 des Kastens 20 gestattet das Ansaugen von Luft durch eine Öffnung 34 in der Motorhaube. Ein Gebläse oder Ventilator 36 richtet die Luft durch einen Verdampfer 38 in Richtung der Pfeile 40 und durch eine Öffnung in den Fahrgastraum. Die Pfeile 40 bezeichnen den Luftweg während des Kühlvorganges.
Der untere Teil 22 des Kastens 20 umfaßt ein Fach 28, in dem eine Heizvorrichtung 44 angeordnet," die eine Kombination eines Kühlmittelverdichters und einer vom Motorkühlmittel erwärmten Heizung bildet. Durch einen Ventilator 50 wird Luft durch die Öffnung 46 in der Motorhaube 16 und die Öffnung 48 angesaugt. Die Luft strömt anschließend durch die Kombination aus Verdichter und Heizung in das untere Fach 28, bevor sie durch eine Öffnung 52 während des in Figur 1 dargestellten Kühlvorganges an die Umgebung abgegeben wird. Die Pfeile 54 in Figur 1 bezeichnen den Luftstrom durch das untere Fach 28 während des Kühlvorganges. Während des Kühlvorganges ist die Versorgungsleitung des Motorkühlmittels abgeschaltet, um den Umlauf des heißen Motorkühlmittels zu verhindern, während die Klimaanlage eingeschaltet ist, z.B. mittels einer von einem Kompressor angetriebenen Kupplung, so daß Kühlmittel durch den Verdichtungsteil gelangt, um es darin abzukühlen.
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Während des Heizvorganges der Heizungs- und Klimaanlage strömt die Luft,wie es Figur 2 zeigt, wie zuvor durch die Öffnungen 46 und 48 in Richtung der Pfeile 56. Die Luft strömt anschließend durch die Kombination aus Verdichter und Heizung in das Fach 28, von dem sie durch einen Auslaß 58 in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges gelangt. Während des Heizvorganges kann die Klimaanlage entweder abgeschaltet sein oder weiterarbeiten. Im letzteren Fall dient die vom Verdichten stammende Wärme zusammen mit der vom Motorkühlmittel stammenden Wärme dazu, um den Fahrgastraum aufzuheizen. Der Luftstrom durch den Verdampfer kann durch eine nicht dargestellte Klappe geregelt werden, die erforderlichenfalls den Strom völlig unterbrechen kann.
Eine Luftklappe 60 ist schwenkbar um eine Achse 62 zwischen den Öffnungen 52 und 58 angeordnet und wird zwischen der in Figur gezeigten Kühlstellung und der in Figur 2 gezeigten Heizstellung gedreht. In ihrer Kühlstellung dichtet die Klappe 60 den Aust laß 58 in das Wageninnere ab, während die Klappe 60 während des Heizvorganges den Auslaß 52 zur Umgebung abdichtet.
Durch das Vorsehen einer Trennwand 30 zwischen den oberen und unteren Fächern 26 und 28 des Kastens 20 kann ein einziger Motor 64 sowohl den Ventilator 36 als auch den Ventilator 50 antreiben.
Die kombinierte Heizvorrichtung 44 besteht aus Rippen und Rohren einschließlich paralleler Rohrleitungen 66 durch gemeinsame mit Rippen versehene Flächen 68. Die mit Rippen versehenen Flächen erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung der Rohrleitungen 66 für das Kühlmittel, um so einen Luftdurchtritt durch sie zu ermöglichen. U-förmige Endstücke 70 verbinden die Enden einer Anzahl von Rohrleitungen, um so den Durchtritt des Motorkühlmittels durch die mit Rippen versehenen Flächen 68 vom Einlaß 72 des Motorkühlmittels zum Auslaß 74 des Motorkühlmittels zu ermöglichen. Das Motorkühl-
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mittel gelangt über einen nicht dargestellten Schlauch zum Einlaß 72 und durch die Leitungen 66 und die U-förmigen Endstücke 70 zum Kühlmittelauslaß 74, um die mit Rippen versehenen Flächen, sowie die durch die Verdichter-Heizung-Kombination strömende Luft zu erwärmen. Die übrigen Rohrleitungen sind durch U-förmige Rohrstücke 76 verbunden, um einen Kühlmittelweg durch die mit Rippen versehenen Flächen 68 zu schaffen, der sich von einem Kühlmitteleinlaß 78 zu einem Auslaß 80 erstreckt. Der Einlaß 78 kann über einen nicht dargestellten Schlauch mit dem Auslaß eines Kompressors verbunden werden.
Im oberen Fach 26 ist ein aus Rohren und Rippen bestehender Verdampfer angeordnet mit parallelen Rohrleitungen ähnlich den Leitungen 66 in der Verdichter-Heizungs-Anordnung. U-förmige Endstücke 82 verbinden die Rohrleitungen, um einen kontinuierlichen Weg durch den Stapel paralleler mit Rippen versehener Flächen 84 zu schaffen. Ein kurzer, einen kleinen Durchmesser aufweisender,, mit einer Kapillare oder einer Öffnung versehener Rohrdichter 86 kann dazu verwendet werden, den Auslaß 80 des Verdichters 44 mit einem Einlaß 88 des Verdampfers 38 zu verbinden. Ein Auslaß 90 des Verdampfers ist so ausgestaltet, daß er mit dem Einlaß eines nicht dargestellten Kühlmittelkompressors verbunden werden kann. Anstelle des Rohrdichters 86 kann auch eine andere Art von gebräuchlichen Entspannungsventilen verwendet werden.
Wie Figur 3 zeigt, weist die Trennwand eine Nut oder Vertiefung 92 auf, die direkt unterhalb des Verdampfers 38 und oberhalb des Verdichters 44 angeo rdnet ist. Die Vertiefung sammelt das am Kühlverdampfer kondensierende Wasser. Eine längliche Öffnung 94 im Boden der Vertiefung 92 entläßt das in der Vertiefung gesammelte Wasser zum Verdichter 44, der die Kühlung durch Luftdurchtritt ergänzt.
Die spezifische Anordnung für die Verteilung der erwärmten und
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gekühlten Luft in den Fahrgastraum ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung und es sind die verschiedensten Verteilungsmöglichkeiten geeignet. So kann z.B. ein von Hand oder automatisch gesteuertes, die Luft vermischendes Tor in einer Luftverteilungsröhre vorgesehen sein, der die warme und kalte Luft zugeführt wird, um ein geeignetes Gemisch der beiden zu verteilen; zum Erreichen einer maximalen Wärme kann ein derartiges Tor den Durchtritt der kalten Luft vom oberen Fach verhindern und nur erwärmte Luft in den Fahrgastraum einlassen.
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Claims (2)

  1. Patentansprüche
    ; ly'Heizungs- und Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit:
    einem Kasten, durch den erwärmte und abgekühlte Luftströme getrennt zum Fahrgastraum geleitet werden und der durch eine Trennwand in ein Fach, das einen Kühlmittelverdampfer zum Abkühlen der Luft aufweist und ein Fach, das einen Kühlmittelverdichter zum Erwärmen der Luft aufweist unterteilt ist, wobei jedes Fach mit einem Lufteinlaß sowie einem Luftauslaß zum Fahrgastraum versehen ist; einer Ausströmöffnung, um erwärmte Luft außerhalb des Fahrgastraumes ausströmen zu lassen; Klappen, um abwechselnd entweder den Luftauslaß für die erwärmte Luft zum Fahrgastraum oder die Ausströmöffnung, um die erwärmte Luft außerhalb des Fahrgastraumes ausströmen zu lassen, abzudichten;
    sowie mit einer Gebläsevorrichtung, um Luft durch die beiden Fächer zu drücken,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Fächer (26, 28) übereinander angeordnet sind, wobei der Verdampfer (38) im oberen Fach (26) und der Verdichter (44) im unteren Fach (28) angeordnet sind und daß die Trennwand (30) eine Wasserablaßöffnung (94) aufweist, die so angeordnet ist, daß das durch den Verdampfer (38) kondensierte Wasser zum Verdichter abfließt und dadurch seine Kapazität beim Kühlen des Kühlmittels erhöht.
  2. 2. Heizungs- und Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Verdichter (44) im unteren Fach (28) mit einer Heizvorrichtung kombiniert ist, die so angeschlossen ist, daß sie vom Kühlmittel des Motors erwärmt wird, wobei die derart zusammengebaute Kombination benachbarte Rohrleitungen zur Beförderung des Kühlmittels und des Motorkühlmittels aufweist, die sich durch einen gemeinsamen Stapel von parallelen mit Rippen versehenen Flächen
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    (68) erstrecken, wobei ein Teil der Rohrleitungen zwischen einen Einlaß (72) für das Motorkühlmittel und einen Auslaß (74) für das Motorkühlmittel geschaltet ist, während die übrigen Rohrleitungen zwischen einen Einlaß (78) für das Kühlmittel und einen Auslaß (80) für das Kühlmittel geschaltet sind.
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